《自然•通訊》：首個光固化3D打印自修復(fù)水凝膠

來源：高分子科學(xué)前沿

自愈合水凝膠可以自主修復(fù)微小損傷，因此在生物醫(yī)學(xué)上具有很高的應(yīng)用潛力。然而到目前為止，這類水凝膠只能通過擠壓增材來加工制造，在設(shè)計自由和分辨率方面受到限制。

為此，耶路撒冷希伯來大學(xué)化學(xué)研究所Shlomo Magdass以“3D-printed self-healing hydrogels via Digital Light Processing”為題在《Nature communications》上報道了一種可 3D打印的具有自愈合能力的水凝膠。這些水凝膠是半互穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)，在室溫下切割后重新連接，試樣能夠承受變形，12小時內(nèi)可恢復(fù)初始強(qiáng)度的72%。這種3D打印自愈合水凝膠可打印得到具有復(fù)雜架構(gòu)的物品，為今后從軟機(jī)器人到能量存儲在不同領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。
亮點：
1、目前，利用具有天然修復(fù)特性的高分子材料制作光固化3D打印物體的報道較少，主要與彈性體有關(guān)。本文報道了第一個具有自修復(fù)特性的光固化3D打印水凝膠。
2、這種3D打印水凝膠可打印制造具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物品，并且在室溫下無需任何刺激即具有自修復(fù)能力。
3、這種3D打印水凝膠僅使用商用化合物（如聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(AAc)，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)等）和商用打印機(jī)即可制造，本文提供了一種通用且易于適應(yīng)的方法通過光固化開發(fā)具有復(fù)雜3D結(jié)構(gòu)的自修復(fù)水凝膠，應(yīng)用于從生物醫(yī)學(xué)、可穿戴傳感器到機(jī)器人和能量收集等多個領(lǐng)域。

圖1. 水凝膠結(jié)構(gòu)組成與網(wǎng)絡(luò)形成

圖2. 水凝膠層層打印

圖3. 打印物品切割后修復(fù)

圖4. 水凝膠單軸拉伸測試

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https://www.nature.com/articles/s41467-021-22802-z