蘇黎世聯邦理工學院鮑寅寅研究員 MRC 綜述：3D打印光引發劑的研究趨勢分析
2022-05-29 來源：高分子科技
3D打印技術以革命性的制造方法已經對生物醫藥等多種領域產生了深遠的影響。由于能夠提供高分辨率，較高打印速度以及在材料設計方面較為靈活，光聚合3D打印尤其是立體光刻和數字光處理引起了廣泛重視。作為光聚合3D打印樹脂關鍵成分之一，光引發劑與光交聯單體一道在近年來取得了顯著的發展與進步。新型光引發劑或者光引發體系的設計不僅可以提供更快的打印速度、利用低能耗的可見光源，也能夠為3D打印產物帶來額外的功能，甚至能在與先進的光學設備的結合下促成新的打印方法。
近日，蘇黎世聯邦理工學院藥學系鮑寅寅研究員著重梳理了用于光聚合3D打印的光引發劑以光引發體系在近年來開發與應用的研究趨勢，涉及了小分子、高分子以及納米組裝體等不同種類的引發劑體系。作者隨后分析了目前該領域的研究現狀與不足，并對改進的策略與未來的研究方向提出了自己的見解。該綜述作為邀請論文發表于Macromolecular Rapid Communication雜志并可開放獲取。
該綜述分五個方面分析了這一領域的發展趨勢：作者首先介紹了可在低能耗可見光LED下工作的3D打印光引發劑，并著重分析了近年來發展迅速的藍、綠、紅和白光引發劑（圖1）。其中，三組分氧化還原光引發體系表現出了獨特的優勢與高效的引發性能，成功實現了近紅外3D打印。其次，可逆加成斷裂鏈轉移（RAFT）試劑最近被引入3D打印樹脂中，其后官能化使得可控或活性3D打印成為可能。再次，光響應分子（如光開關分子）與光交聯單體設計相結合，實現了功能化3D打印，如多材料打印和線性容積打印技術。
圖1.代表性可見光3D打印光引發劑
另外，高分子光引發劑可有效緩解小分子光引發劑在樹脂中的溶解性和相容性問題，已受到越來越多的重視。最后，納米光引發劑和上轉換納米體系最近取得了快速發展，使得高分辨率的水凝膠制備和無損活體打印成為現實，并且有可能在不使用高強度飛秒激光的情況獲得與雙光子打印相近的分辨率和打印精度（圖2）。
圖2. 上轉換納米粒子用于3D打印。A) NaYF4無機上轉換納米粒子打印效果; B) 光引發劑負載上轉換納米粒子用于活體3D打印；C）三重態湮滅上轉換納米膠囊用于高精度3D打印
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/marc.202200202
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（責任編輯：xu）
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