可3D打印的超韌彈性體：分級氫鍵網(wǎng)絡的設計與動態(tài)功能調(diào)控

來源：EFL生物3D打印與生物制造

3D打印為復雜結(jié)構(gòu)制造提供了自由形式的解決方案，但開發(fā)同時具備機械穩(wěn)健性和自修復功能的彈性體材料仍是重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)光固化樹脂因永久且密集的交聯(lián)網(wǎng)絡，導致機械性能和動態(tài)功能難以兼顧，現(xiàn)有光固化彈性體拉伸強度多低于30 MPa。浙江大學的吳晶君研究員和方子正研究員團隊合作，通過策略性地將分級氫鍵（酰基氨基脲和氨基甲酸酯）引入光活性樹脂，開發(fā)出可3D打印的超韌彈性體，克服了機械強度與動態(tài)功能間的傳統(tǒng)權(quán)衡。該彈性體展現(xiàn)出超韌性（158.5 MJ/m³），拉伸強度和斷裂應變分別達49.6 MPa和1136%，且酰基氨基脲基團賦予其自修復和形狀重構(gòu)能力。相關(guān)工作以“3D-Printing of Ultratough and Healable Elastomers”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上。

研究要點
1、分級氫鍵彈性體設計：將酰基氨基脲和氨基甲酸酯引入光活性樹脂，制備超韌且可自修復的3D打印彈性體。
2、材料性能表征分析：測試彈性體的拉伸強度、斷裂應變等機械性能，揭示分級氫鍵增強機制。
3、3D打印工藝優(yōu)化：優(yōu)化DLP打印的固化動力學和工藝參數(shù)，實現(xiàn)彈性體的高精度成型。
4、動態(tài)功能驗證：驗證彈性體的自修復能力和形狀重構(gòu)特性，分析其動態(tài)化學行為。
文章來源：
https://doi.org/10.1002/adma.202507908