新材料：用于UV固化的3D打印且极具弹性的新型水凝胶

什么是水凝胶？

水凝胶（Hydrogel）是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。

作为一种高吸水高保水材料，水凝胶被广泛用于多种领域，如：干旱地区的抗旱，在化妆品中的面膜、退热贴、镇痛贴、 农用薄膜、建筑中的结露防止剂、调湿剂、石油化工中的堵水调剂，原油或成品油的脱水，在矿业中的抑尘剂，食品中的保鲜剂、增稠剂，医疗中的药物载体等等。值得注意的是，不同的应用领域应该选用不同的高分子原料，以满足不同的需求。

新材料的优势

对于高弹性的UV固化3D打印水凝胶来说，其可拉伸强度达1300%并且与基于高分辨率数字光处理的3D打印技术相兼容，从而能够制造具有复杂几何形状的水凝胶结构，并广泛应用于生物医学和柔性电子产品等领域。

目前，新加坡科技与设计大学（SUTD）数字化制造与设计（DMAND）中心和耶路撒冷希伯来大学（HUJI）的科学家们合作开发出了一组极具弹性的UV固化水凝胶，其拉伸性可高达1300 ％，是UV固化3D打印方法的理想选择。目前这些水凝胶已被用来制造具有高几何复杂性和高打印分辨率的水凝胶结构。这项研究的具体内容刊登了在2018年4月刊的材料化学杂志B版中，同时它也在封面上作了介绍。

“我们已经开发出世界上最具拉伸性能的3D打印水凝胶样品。”来自SUTD科学与数学集团的助理教授Qi（Kevin）Ge说，他是该项目的共同领导人之一。

印刷的水凝胶样品可以拉伸高达1300％。同时，这些水凝胶与基于数字光处理的3D打印技术的相容性使我们能够制造分辨率高达7μm和复杂几何形状的水凝胶3D结构。

这些可印刷的可拉伸水凝胶显示出优异的生物相容性，这使我们能够直接3D打印出生物结构和组织，这些水凝胶具有良好的光学清晰度，使3D打印隐形眼镜成为可能。更重要的是，这些可打印的水凝胶可以形成强大的界面结合商业3D打印弹性体，这使我们能够直接3D打印水凝胶-弹性体混合结构，如弹性印刷在弹性体基质上的柔性电子板和导电水凝胶电路。”Ge教授说。

总结

总的来说，高可拉伸性能和可UV固化的水凝胶以及基于UV固化的3D打印技术将显著增强制造生物结构和组织，隐形眼镜，柔性电子设备和许多其他应用的能力。​