水凝胶的使用在电子和生物医学设备的开发中很普遍。新的突破可能会增加可用于创建水凝胶混合动力的材料范围，从而开辟了广泛的特性和用途。亚博网站下载
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水凝胶是能够保留大量水并提供令人印象深刻的离子传导的聚合物链的亲水3D网络。
尽管在各种多种应用中使用，例如在柔性电子设备和生物医学设备中使用，但显着的缺点阻碍了水凝胶的效率。
当前的技术只能实际，有效地将水凝胶聚合物与层压板融合，这些层压液也由硅橡胶组成，这些橡胶用于提供保护和增强。
这种局限性导致渴望开发一种基于水凝胶 - 聚合物的混合制造方法，该方法既有效又提供了越来越多的材料选择，以提供与硅橡胶相同的好处。亚博网站下载尽管这些材料同时提供与硅橡胶相同的好处，但这些材料可以为水凝胶配备一系列其他特性。亚博网站下载
一组材料科学家，包括亚博网站下载南部科学技术大学机械和能源工程系的研究人员，中国深圳可能会采用这种方法。亚博老虎机网登录
橡胶遇到道路的地方：在水凝胶混合动力车中寻找硅橡胶的替代品
在杂志上发表的论文中亚博老虎机网登录科学进步，该小组讨论了一种多功能多物质3D打印方法的开发，该方法可以制造高度复杂的混合3D结构，该结构由高度可拉伸和高水位含量水凝胶组成，这些水凝胶与包括多种水合的紫外线紫外线型紫外线（包括弹性弹药）共价键合成。 a polymer with both viscosity and elasticity — and a rigid polymer.
该团队在基于高效率的数字光处理（DLP）多物质3D打印机上打印了水凝胶聚合物 - 一种3D打印机，该打印机使用固定投影仪的紫外线，该投影仪逐层固化树脂。这使团队能够构建一种“自下而上”的方法，并精确控制每一层的厚度，从而易于开发复杂的结构。
该团队能够利用一系列可商购的聚合物前体溶液，这些溶液是基于甲基丙烯酸酯的单体，交联和低聚物的非聚合物，并具有非水溶性光启动子 - 在暴露于自由基，阳离子或阴离子等反应性物种（例如）的分子（例如紫外线。
在水凝胶遇到弹性体的界面上，团队发现形成了强的共价键。所得材料的压缩表明，在这些层之间的任何剥离之前，它可以承受50％的变形。
将刚性聚合物添加到混合物中并不能削弱共价键，而水凝胶与两种材料都强烈粘结。亚博网站下载结果是一种泡沫，可以承受高度拉伸，而不会在这三种材料之间发生剥离。亚博网站下载
材料科学家进行的剥离测试（通常用于测试材料的粘合剂特性）表明，打破水凝胶 - 聚合物界面所需的能量大于打破水凝胶本身所需的能量。亚博网站下载这意味着一种异常强硬，灵活的材料。
除此之外，团队说，可以通过更改PEGDA/丙烯酰胺混合率（PEGDA的分子量）和水含量来调整其创建的材料的机械行为和特性。
正如定制材料特性所暗示的能力一样，新的水凝胶杂交剂有广泛的应用。
灵活的应用形成
材料承受大量变形而没有其层剥离的能力意味着它可以适应各种微观结构。
该团队指出，其中是一个马蹄形微观结构，可以将自己用于生物医学应用，在这种应用中，水凝胶和人体组织之间的灵活性差异传统上带来了困难。
研究人员通过打印由Vero刚性聚合物增强的AP水凝胶组成的弯月面条来证明这一点。利用能够改变刚性微观结构的能力来调整团队水凝胶杂交的局部机械性能，从而可以适应各种组织。
团队讨论的另一种医疗用途是开发可以随温度变化而扩大和收缩的心血管支架。这使支架不仅可以扩大血管，还可以同时将药物施加到患者的系统中。
研究人员创建的过程还可以改善使这种水凝胶在柔性电子产品开发中如此吸引人的离子电导率。通过3D打印带有晶状体形的微结构的水凝胶/弹性体，可以创建弹性剂保护性皮肤，以保护结构免受水的蒸发。
还可以通过包含应变传感器而不降低水凝胶和弹性体之间的键合强度来进行改进。
该团队的突破可能会导致许多应用程序，以利用其多物质3D打印方法，从而铺平了一种新的高效方式来构建软设备和机器。
参考
Qi ge。，Zhe Chen。等，[2021]，‘3D打印高度可拉伸的水凝胶，具有不同的紫外线可腌制聚合物，”亚博老虎机网登录科学进步，[doi：10.1126/sciadv.aba4261]
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