研究員開發(fā)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(wǎng)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(tǒng)上它們依賴于模制和鑄造。這些傳統(tǒng)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(fā)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(shù)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(fā)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(jīng)開發(fā)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(shù)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(shù)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(xiàn)出高度的生物相容性，這使得它們在生物打印和其他醫(yī)療應用方面很有前途。

     “打印的可拉伸水凝膠顯示出優(yōu)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(xù)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(yè)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(fā)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(chǎn)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(xù)，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(yī)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(wǎng)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(fā)展是邁向另一個需要高分辨率和幾何形狀的領域。

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