福建物構所官輪輝研究員團隊 ACS Nano：基于可控微相分離策略的多功能固-液兩相3D打印水凝膠（TP-3DPgel）墨水
2024-11-02 來源：高分子科技
可穿戴電子產品、儲能設備、電子皮膚、柔性機器人等柔性設備作為人工智能時代人機交互和物聯網不可或缺的媒介，受到了廣泛關注。其中，水凝膠由于其固有的柔韌性和可加工性，是制造柔性器件的理想候選者。顯然，制造先進的柔性器件需要兼容的柔性材料和加工技術。由于3D打印（又稱增材制造）的無限尺寸和靈活性，使材料的復雜拓撲設計成為可能，因此被廣泛應用于柔性智能設備的制造。目前，通過3D打印對水凝膠材料進行結構化設計，制作定制化的功能器件已經被廣泛報道。例如，模擬邁斯納小體的突觸結構，受章魚觸手啟發的吸盤結構，以及受蜘蛛腿啟發的纖維結構，都是基于數字光處理（DLP）或直接墨水書寫（DIW）打印策略開發出來的。然而，隨著對多模態柔性器件的需求不斷增加，與單一打印策略兼容的水凝膠被證明不足以制造集成器件。這一限制已經成為阻礙柔性集成器件實際應用的重大挑戰。目前，還沒有報道過適合兩種印刷方法的油墨。這種油墨需求的差異就像“語言障礙”，限制了兩種3D打印技術之間的互動和發展。因此，開發一種兼容兩種3D打印方法的策略勢在必行。
圖1.可控微相分離TP-3DPgel的設計理念及內在特性。
圖2 TP-3DPgel力學性能與微相分離區域的關系
圖3 TP-3DPgel在不同3D打印策略下的成型質量。
圖4 TP-3DPgel柔性器件DIW-3D打印。
圖5 TP-3DPgel壓容式電子皮膚的DLP-3D打印。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c08896
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（責任編輯：xu）
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