水凝胶显示出前所未有的可拉伸性3D打印能力

水凝胶为3D打印提供了灵活性和适用性，为医学，软机器人，柔性电子等领域的新应用铺平了道路。水凝胶是聚合链的亲水网络，其可以保留大量的水。研究人员发现它们对许多应用都很有用 - 特别是那些需要能够承受大变形的材料的应用。然而，开发水凝胶的一个挑战是传统的制造方法主要依赖于模塑和铸造。研究人员表示，这限制了应用范围的几何复杂性和相对较低的制造分辨率，导致科学家们探索水凝胶的3D打印以改善工艺 - 迄今为止收效甚微。

现在，来自新加坡科技与设计大学(SUTD)和耶路撒冷希伯来大学(HUJI)的团队认为它可能通过开发能够以前所未有的方式延伸的水凝胶来解决这个问题。此功能为在高分辨率3D打印中使用水凝胶打开了大门，可在软机器人，透明触摸面板，柔性电子设备和其他领域中实现一系列应用。

研究人员开发的水凝胶可用于基于UV固化的3D打印技术，允许以高打印分辨率制造具有更复杂几何形状的水凝胶，来自SUTD的助理教授Qi(Kevin)Ge，其中一位公司该项目的领导者。“我们开发了世界上最具伸缩性的3D打印水凝胶样品，”他说。“印刷的水凝胶样品可以拉伸高达1300%。同时，这些水凝胶与基于数字光处理的3D打印技术的兼容性使我们能够制造分辨率高达7微米的水凝胶3D结构和复杂的几何形状。 “

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研究人员称，该团队的工作超越了先前使用3D打印制作具有复杂几何形状的水凝胶结构的步骤，包括血管网络，多孔支架，半月板替代品等。实际上，他们认为水凝胶特别适合医疗应用，因为它们的成分主要是水，使它们具有生物相容性。

事实上，Ge说团队印刷的水凝胶“显示出极好的生物相容性，这使我们能够直接3D打印生物结构和组织。”它们还具有很好的光学清晰度，使它们非常适合用于3D打印隐形眼镜，他说。

“更重要的是，这些3D可印刷水凝胶可以与商业3D打印弹性体形成强大的界面粘合，”他补充道，“这使我们可以直接3D打印水凝胶 - 弹性体混合结构，例如印有导电水凝胶电路的柔性电子板弹性体基质。“

研究人员在“材料化学杂志”B上发表了一篇关于他们工作的论文。他们的目标是继续他们的研究，以扩大可以使用水凝胶的制造工艺和应用范围。