必看！陶瓷、水凝胶、玻碳等新材料研发进展

目前，探索新材料3D打印已经成为一种新的趋势，有望突破传统复合材料成型的限制，带来新材料制件领域的成本大幅度降低和时间大幅度缩短的变革。高精密3D打印技术为提高新材料样件制造效率、降低制造成本提供多样化创新性解决方案。 ①聚合物衍生SiOC陶瓷（图1） 南方科技大学葛锜/王荣团队开发了一种具有超高打印精度和高陶瓷产率的PCP前驱体，采用高精度3D打印设备，制备了尺寸从亚毫米到厘米的多种复杂三维结构，打印精度高达5μm。PCP前驱体在1100℃真空热解后转化为SiOC陶瓷，陶瓷产率高达56.9%。 ② 柔性压电陶瓷复合材料（图2） 北京理工大学研究了一种新型的柔性压电陶瓷复合材料 (FPCCs)，旨在解决 FPCCs 制备精度低和难以同时提升压电性能和柔韧性的问题。团队3D打印技术制备了体心立方(BCC)结构，添加了不影响压电性能的光吸收剂 TiO2，显著提高了3D打印精度。最终制备的 FPCCs 具有高精度、高柔韧性和良好的压电性能。 ③熔融石英玻璃 （图3） 香港理工大学3D打印中心温燮文教授联合香港大学机械工程系陆洋教授，提出了一种通过摩方精密PμSL 3D打印技术制备同时具有亚微米特征及毫米/厘米级尺寸的熔融石英玻璃三维构件的方法。 ④树脂微加工玻碳 （图4） 新加坡南洋理工大学报道了新型可光固化的邻苯二甲腈（PN）单体并制备了可3D打印树脂，通过PμSL 3D打印技术以及固化热解处理，成功实现了玻璃碳（Glassy Carbon）的精密微加工。在他们的工作中，研究者首先合成了可光固化PN单体并溶解在溶液中配成可打印树脂，然后利用PμSL技术将得到的树脂打印成型具有微米分辨率的3D结构。 ⑤生物墨水 （图5） 南方医科大学口腔医院于光涛等人联合深圳湾实验室饶浪教授课题组设计开发了一种3D打印生物墨水用于牙周炎源性骨缺损修复，该生物墨水由EPLGMA为主体并装载干细胞和细胞囊泡用于发挥抗菌抗炎促成骨功能。 ⑥高强韧水凝胶 （图6） 上海交通大学提出一种全新的、广泛适用的水凝胶交联技术。基于该技术，常规的水溶性高分子如聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、多糖等，仅需数秒光照即可形成既强又韧的水凝胶材料，几乎颠覆了水凝胶的制备与力学属性。