Группой ученых из Китая, Сингапура и Израиля создан новый способ 3D-печати, позволяющий получать на выходе новые устройства – гибкую электронику, различные медицинские приспособления, в том числе имплантаты, при этом окончательное затвердевание достигается использованием УФ-излучения, сообщает портал phys.org.
Связка гидрогель-полимер широко используются во множестве приложений для создания биомедицинских устройств и гибкой электроники. Однако в настоящее время технологии ограничиваются созданием гибридных ламинатов, содержащих силиконовые каучуки. Это значительно ограничивает функциональность и производительность устройств и машин на основе гидрогелевых полимеров. В новом исследовании Ци Гэ и группа ученых в области механики, мехатронных систем, гибкой электроники, химии и передового дизайна из Китая, Сингапура и Израиля продемонстрировали простой и универсальный способ 3D-печати сразу несколькими материалами.
Новый метод позволит разработать сложные гибридные трехмерные структуры, содержащие сильно растяжимые и содержащие много воды AП гидрогели (акриламид-поли (этиленгликоль) и диакрилат (PEGDA)), ковалентно связанные с различными полимерами. Затвердевать полученная при печати форма будет под воздействием ультрафиолета (УФ).
Команда напечатала гибридные структуры на самодельном трехмерном принтере, основанном на технологии цифровой обработки света (DLP). Они способствовали ковалентной связи между АП-гидрогелем и другими полимерами за счет неполной полимеризации, инициированной водорастворимым фотоинициатором. Команда представила несколько приложений, основанных на этом подходе, чтобы предложить новый способ реализации многофункциональных мягких устройств и машин путем связывания гидрогеля с разнообразным полимером в трехмерных формах. Работа опубликована в Science Advances.
Гидрогели представляют собой полимерные сети, содержащие воду, которые находят множество применений в биомедицинских устройствах и гибкой электронике. Многие приложения в области материаловедения объединяют гидрогели с другими полимерами для создания гибридных структур для защиты, усиления или добавления новых функций к конструкциям гидрогелей. Однако большинство полимеров, которые образуют гибриды с гидрогелями, в основном ограничиваются силиконовыми каучуками и слоистыми структурами, которые ограничивают функциональность и производительность таких устройств и машин. В результате материаловеды стремятся разработать эффективные альтернативные стратегии.
В качестве доказательства жизнеспособности новой концепции ученые использовали 3D-печать из нескольких материалов и продемонстрировали ряд применений, включая 4D-печать сердечно-сосудистых стентов для доставки лекарств и 3D-печать ионных проводников.
