Nature Communications: 用于可持续3D打印的可再处理热固性光敏材料

tianjie

3D打印作为一种功能强大的快速成型技术，具备制备复杂三维几何形状的能力。该技术现已广泛应用于包括组织工程、软体机器人、纳米器件、光学工程、超材料等领域。对比与其他3D打印材料，热固性光敏3D打印材料因其优秀的高温力学稳点性、耐化学性以及与高精度3D打印系统良好的兼容性，几乎占据了3D打印材料市场的半壁江山。然而，因为光聚合反应所形成的共价键网络往往是永久性的，这使得使用现有热固性光敏3D打印材料所打印得到的三维结构不具备再处理，也就是再塑形、再修复和再回收的能力。因此，伴随着全球3D打印材料爆发式的增长，热固性光敏3D打印材料的不可再处理性将导致大量的材料浪费和严重的环境影响。

为了解决这一挑战，近日，新加坡科技设计大学（Singapore University of Technology and Design, SUTD）数字制造和设计中心（Digital Manufacturing and Design Center, DManD）葛锜助理教授、Martin Dunn教授和张彪博士在Nature Communications上发表了一篇题为“Reprocessable thermosets for sustainable three-dimensional printing”的文章。文章介绍了该科研团队基于两步聚合策略开发的一种可再处理热固性光敏3D打印材料(3D Printing Reprocessable Thermoset-3DPRT)。在制备的3DPRT树脂溶液中，丙烯酸酯官能团的紫外光敏性使其适用于基于紫外光固化的3D打印技术，从而使得3DPRT可用来打印高精度复杂三维结构。而羟基和酯基官能团在高温下发生的酯交换反应赋予了打印结构可再处理性。利用这种可再处理热固性光敏树脂打印出的结构具备再塑形，再修复和再回收的能力。