水凝胶以其优异的柔韧性和可加工性被认为是制造柔性器件不可或缺的材料。为了有效地将水凝胶转化为柔性设备,三维打印技术提供了一种强大的方法。然而,适用于单一印刷策略的水凝胶已被证明不足以制造柔性集成器件。于此,中国科学院福建物质结构研究所官轮辉等研究人员报告了一种通过受控微相分离策略实现的简单两相3D打印水凝胶(TP-3DPgel)。
微相分离区域可以通过pH值调节进行可逆变化,使TP-3DP凝胶具有从液态到固态的极宽粘度调节范围。这克服了不同3D打印工艺中极端流变特性的限制,使这种油墨既适用于液相数字光处理(DLP)3D打印,也适用于固相直接油墨书写(DIW)3D打印。同时,TP-3DP凝胶表现出优异的机械性能,包括高拉伸性(>1100%)、高强度(0.82 MPa)、低滞后性(约5.4%)和抗疲劳性。
此外,TP-3DPgel具有高分辨率3D打印能力,使其适用于DLP和DIW-3D打印,以实现从2D细丝到3D结构的高质量制造。有趣的是,该研究利用DIW和DLP-3D打印技术制造了各种功能灵活的设备,包括储能设备、传感器和电子皮肤,详细展示了TP-3DPgel的出色兼容性和可加工性,为3D打印功能设备提供了可靠的策略。
参考文献:
Versatile Hydrogel Based on a Controlled Microphase-Separation Strategy for Both Liquid- and Solid-Phase 3D Printing. ACS Nano 2024.
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c08896