研究員開發出用于3D打印的可伸展、高分辨率、生物相容性的水凝膠

      水凝膠是聚合物鏈的親水性網絡，可以保留大量的水。它們通常用于從軟機器人到生物打印等各種應用，并且已證明可用于其他需要大量變形的應用，如透明觸摸面板。然而，水凝膠的應用受到其制造方法的限制，傳統上它們依賴于模制和鑄造。這些傳統的制造方法限制了凝膠的幾何復雜性并導致相對較低的分辨率。3D打印水凝膠有許多最新發展，但仍有局限性：它們沒有很高的分辨率、幾何復雜性或可拉伸性。

      但是，這一切將會得到改變。由新加坡科技與設計大學（SUTD）數字化制造與設計中心（DMAND）和耶路撒冷希伯來大學（HUJI）組成的研究團隊開發了一系列高伸縮性和可紫外線固化的水凝膠，可將其拉伸高達1300％。“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。 “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我們能夠制造分辨率高達7μm和復雜幾何形狀的水凝膠3D結構。“水凝膠已用于需要高3D打印結構分辨率和高幾何復雜度的物體。他們還表現出高度的生物相容性，這使得它們在生物打印和其他醫療應用方面很有前途。

     “打印的可拉伸水凝膠顯示出優異的生物相容性，這使我們能夠直接3D打印生物結構和組織，”Ge繼續說道。 “這些水凝膠具有很高的光學清晰度，可以提供3D打印隱形眼鏡的可能性。更重要的是，這些可3D打印水凝膠可以與商業3D打印彈性體形成強大的界面結合，這使我們能夠直接3D打印水凝膠-彈性體混合結構，如打印基于彈性體基質上的柔性電子板和導電水凝膠電路。“

      該研究發表在最新一期的“材料化學雜志”（Journal of Materials Chemistry B）上，并在封面上作了介紹。

   “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，”HUJI項目的共同負責人Shlomo Magdassi教授說。

     隨著對水凝膠的研究的繼續，越來越多的應用將開放，特別是通過3D打印。無論是生物打印、3D打印電子設備還是其他，這些令人著迷的物質正在進入更復雜的用途。3D打印已被用于醫療領域，以制造具有復雜幾何形狀的水凝膠構建體，例如血管網絡、多孔支架、半月板替代物等等，盡管許多研究人員仍然努力打印具有所需高分辨率的構建體，但這個最新發展是邁向另一個需要高分辨率和幾何形狀的領域。