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  N-取代二硫代氨基甲酸酯作為首類獲得專利授權的光引發劑（US Patent 2423520），為光固化技術的工業化發展奠定了重要基礎。然而，其對應聚合物（N-取代聚二硫代氨基甲酸酯）因長期面臨合成挑戰，其理化性質研究十分有限，潛在應用也未得到充分發掘。

  近期，南京理工大學/國科大杭州高等研究院王杰平、南京理工大學易文斌等人提出了一種N-取代聚二硫代氨基甲酸酯的合成新策略：基于前期含硫聚合物制備的基礎（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202313779），以硫代碳酰氟（CSF₂）為關鍵砌塊，逐步連接二仲胺和二硫醇，得到了系列N-取代聚二硫代氨基甲酸酯。該聚合物可用作光引發轉移終止劑，同時具有鏈引發、鏈轉移和鏈終止的能力。與小分子類似物比較，其固化速率有明顯提升，并且能提高固化結構的機械性能。利用其快速固化且能重復引發的特性，將其應用于活性光固化3D打印，可實現材料表面的后修飾。尤其引人注目的是，該光引發轉移終止劑具備獨特的能力，無需對打印機進行修改，也無需額外的預處理或后處理步驟，即可消除光固化3D打印中普遍存在的打印層紋，有望為制備高精度、表面均一的光固化制品提供了新的材料解決方案。

  2025年7月1日，該工作以”N-alkylated polydithiocarbamates derived from thiocarbonyl fluoride as macro-photoiniferters for living 3D printing”為題發表在《Nature Communications》上。文章的共同第一作者是南京理工大學博士研究生阮鵬飛、向浩南博士（已入職華為2012實驗室）。該研究得到了國家自然科學基金委的大力支持。

圖1 N-取代聚二硫代氨基甲酸酯的合成

  通過原位生成的硫代碳酰氟與二仲胺反應，得到氨基硫代碳酰氟。在堿催化下，氨基硫代碳酰氟與二硫醇反應，得到了一系列N-取代聚二硫代氨基甲酸酯（圖1)。以聚合物P1為例，對其進行樹脂配方設計與打印工藝優化，實現了一系列模型的打印（圖2）。

圖2 基于P1作為光引發轉移終止劑的3D打印結構。

  3D打印結構中休眠的二硫代氨基甲酸酯功能可以被重新激活，實現了打印結構表面后修飾（圖3a-b），后修飾部分與原始打印部分無明顯分界線（圖3c）。進一步研究發現，與傳統光引發劑819相比（圖3e），使用P1打印的結構出現了階梯狀層紋消除的現象（圖3d）。這可能是3D打印和后固化過程中二硫代氨基甲酸酯基團被反復激活，進而不斷產生自由基，通過鏈引發和鏈轉移消耗殘留的丙烯酸單體并動態修復層間界面，有效消除了界面不連續性，從而防止了階梯狀層紋的形成。

圖3 活性3D打印

  綜上，該研究采用二仲胺、二硫醇和硫代碳酰氟作為核心構建單元，制備了前期難以獲得的N-取代聚二硫代氨基甲酸酯。該類新型聚合物可作為大分子型光引發轉移終止劑用于光固化3D打印。其具有的表面修飾、自修復和層紋消除等功能可以顯著提高光固化3D打印的靈活性和打印質量。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60955-3

招聘信息

  王杰平博士，國家級青年人才，特聘研究員，隸屬于國科大杭高院環境學院江桂斌院士工作室。圍繞光固化材料開展了十余年系統性研究工作，在光引發劑制備與應用、3D打印光敏材料開發等方面積累了較豐富的知識與經驗。開發的新型水性光引發劑成功促成瑞士Odne公司的孵化，融資已超6800萬人民幣。主持國家自然科學基金（面上、青年）等項目8項。以第一/通訊作者身份發表期刊論文十余篇，包括Angewandte Chemie International Edition（5篇）、Nature Communications、Advanced Science等國際知名期刊。指導學生中3人次獲研究生國家獎學金，1人入職華為2012實驗室。

  現主要從事光固化金屬微納增材制造、新型光引發劑的制備與應用等研究。誠聘3D打印、材料化學、環境化學等方向博士后，應聘者請將完整的個人簡歷和研究總結發送至郵箱jieping.wang@ucas.ac.cn，郵件標題請注明：研究方向-應聘人姓名。