研究員開發用于高分辨率多材料3D打印的水凝膠 - 納金網

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      研究員開發用于高分辨率多材料3D打印的水凝膠

      來源:narkii 瀏覽數:
      責任編輯:六月芳菲
      時間:2018-06-05 09:50

      [導讀]研究人員開發了一系列高伸縮性和可紫外線固化的水凝膠,其可拉伸高達1300% 并適用于基于UV固化的3D打印技術。

      來自新加坡科技與設計大學(SUTD)數字化制造與設計(DMAND)中心和耶路撒冷希伯來大學(HUJI)的研究人員開發了一系列高伸縮性和可紫外線固化的水凝膠,其可拉伸高達1300% 并適用于基于UV固化的3D打印技術。
      圖片由Qi(Kevin)Ge提供
      水凝膠,能夠保留大量水的聚合物鏈的親水性網絡已廣泛用于各種應用。最近,高度可拉伸的水凝膠也被用于軟機器人領域,透明觸摸面板和其他需要大變形的應用領域。
      然而,傳統的制造方法主要依賴于模制和鑄造,由于幾何復雜性有限和制造分辨率較低,限制了應用范圍。隨著近年來3D打印技術的快速發展,人們也嘗試過使用3D打印來制作復雜幾何形狀的水凝膠結構,包括血管網絡,多孔支架,半月板替代物等。盡管如此,現有的3D打印水凝膠不具有高打印分辨率,高幾何復雜性以及高拉伸性,這使得它們不適用于許多應用。
      為了制備用于高分辨率DLP基3D打印的高度拉伸和紫外線固化水凝膠,研究人員提出了一種水凝膠溶液,將自研發的高效水溶性TPO納米粒子作為光引發劑與基于丙烯酰胺-PEGDA(AP)的水凝膠前體。 TPO納米粒子使得AP水凝膠可UV固化,并且因此與基于DLP的3D打印技術相兼容,用于制造具有高分辨率和高保真度的復雜水凝膠3D結構。
      “我們已經開發出世界上最具可拉伸性的3D打印水凝膠樣品,”來自SUTD科學與數學集團的助理教授Qi(Kevin)Ge說,他是該項目的共同領導人之一。據研究人員介紹,3D打印的水凝膠樣品可以拉伸高達1300%。同時,這些水凝膠與基于數字光處理的3D打印技術的兼容性使研究人員能夠制造分辨率高達7μm和復雜幾何形狀的水凝膠3D結構。
      3D打印的可拉伸水凝膠具有出色的生物相容性,已被用于直接3D打印生物結構和組織。 AP水凝膠的高光學清晰度提供了3D打印隱形眼鏡的可能性。更重要的是,AP水凝膠能夠與商業3D打印彈性體形成強大的界面結合,從而使研究人員能夠直接3D打印水凝膠 - 彈性體混合結構,如柔性電子板和印刷在彈性體基質上的導電水凝膠電路。
      “總體而言,我們相信高度拉伸和紫外線固化水凝膠以及基于UV固化的3D打印技術將顯著提高生物結構和組織,隱形眼鏡,柔性電子產品和許多其他應用的制造能力,”Shlomo Magdassi教授說。誰是HUJI這個項目的共同領導者。

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