通过数字光处理的3D打印自愈合水凝胶

       在过去的十年中，许多研究致力于功能性3D水凝胶的成功建模和成型。取得的重大进展，将对水基材料在生物医学等领域的应用产生重大影响。尤其是再生医学可以从这一发展中受益匪浅。制造能够保存、替换或增强人体组织的人工替代品将是对生活质量的突破性改善。为了使这些材料在实际应用中具有明显的吸引力，它们必须能够复制活组织的自然功能。这些软材料必须模仿复杂的自然结构，结合机械强度和细胞活力等特性。此外，赋予水凝胶自愈能力的可能性可能会使水凝胶超越其结构作用，延长其目前因不可逆失效而受限的使用寿命。自愈合水凝胶可以模拟活体组织的行为，能够自主修复微小损伤，因此在生物医学领域具有很高的应用潜力。迄今为止，这种水凝胶只能通过基于挤出的增材制造技术进行加工，在设计自由度和分辨率方面受到限制。

       近日，意大利都灵理工大学Annalisa Chiappone教授和耶路撒冷希伯来大学Shlomo Magdassi教授团队展示了仅使用商业材料和商业数字光处理打印机制作的具有自愈合能力的3D打印水凝胶。这些水凝胶基于半互穿聚合物网络，能够实现自我修复。在室温下，自动恢复发生得很快，没有任何外部触发。复合后试样能够承受变形，并在12小时后恢复了其初始强度的72％。这项工作为开发具有复杂3D结构的自修复水凝胶提供了一种通用且适应性强的方法，可应用于从生物医学和可穿戴传感器到机器人和能量采集等多个领域。相关研究发表在《Nature Communications》上。(徐锐)

       文章链接：M. Caprioli, I. Roppolo, A. Chiappone, et al. 3D-printed self-healing hydrogels via Digital Light Processing[J]. Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22802-z