浙江大学Nature！超强韧3D打印弹性体问世

弹性体因其柔韧性和弹性广泛应用于汽车、建筑和消费品等行业，并在微流体、软机器人、可穿戴电子设备和医疗设备等新兴领域逐渐受到重视。机械强度是所有应用的基本要求，因此如何兼顾柔软性和强度一直是研究的重点。天然蜘蛛丝因其超强强度为合成软材料提供了灵感，尽管其独特的超级结构（β片）难以复制，但分层结构设计为增强弹性体机械强度提供了思路。然而，这些设计原理不能直接应用于需要快速光固化的数字光处理（DLP）三维打印。光敏树脂通常含有大量的多功能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，限制了分子设计的自由度，并导致网络不均匀和残余应力，从而影响机械性能。 该研究报告了一种用于三维光打印的树脂化学成分，制成的弹性体具有94.6 MPa的拉伸强度和310.4 MJ/m3的韧性，均远超现有的任何三维打印弹性体。其机理在于打印聚合物中的动态共价键允许网络拓扑重组，有助于形成分层氢键（特别是酰胺氢键）、微相分离和互穿结构，从而协同提升机械性能。此工作为使用三维打印技术进行大规模制造带来了光明的前景。