【科研摘要】
3D打印弹性体可以制造许多技术上重要的结构和设备，例如组织支架，传感器，致动器和软机器人。但是，常规的3D可打印弹性体本质上是刚性的。此外， 打印 过程经常需要外部机械支持和/或后处理。 最近， 弗吉尼亚大学 蔡历恒 研发团队 利用响应性线性-牙刷-线性三嵌段共聚物的自组装来创建可刺激刺激的可逆，极软和可拉伸的弹性体，并展示了它们作为原位直接写式 打印 3D结构的油墨的适用性，而无需借助外部机械支持或后处理。
通过开发一种可控合成这种结构设计的嵌段共聚物的程序， 团队 制造出可延展性高达600％，杨氏模量低至约102 Pa的弹性体，比塑料柔软106倍 ，比所有现有的 3D可打印弹性体柔软102倍以上。 此外，弹性体是热稳定的， 在高达180°C的温度下仍保持固态，但它们可100％进行溶剂再加工 。它们极高的柔软性，可拉伸性，热稳定性和溶剂可再加工性预示着将来的应用。
Three-Dimensional Printable, Extremely Soft, Stretchable, and Reversible Elastomers from Molecular Architecture-Directed Assembly
【主图】
图 1. 3D可打印，可逆，超软和可拉伸弹性体的设计概念和合成。 （a）反应性线性-刷子-线性三嵌段共聚物的示意图。（b）在低温下，中间的牙刷块（蓝色）充当弹性网络链，而高Tg末端的线性块聚集而形成球形玻璃状区域。（c）玻璃状结构域在高温下或在溶剂存在下会解离，导致网络从固液过渡。刺激触发的可逆性使弹性体可用于直接写入3D打印。（d）使用ARGET ATRP合成线性-刷子-线性三嵌段共聚物。中间的刷毛嵌段的侧链是线性聚二甲基硅氧烷（PDMS），而末端嵌段是线性聚（甲基丙烯酸苄酯）（PBnMA）。
图 2.自组装网络是光学透明，柔软，可拉伸和可逆的弹性体。
图 3.直接写印刷的软弹性体以创建可变形的3D结构。
图 4. 3D可打印弹性体的机械性能。
【陈述总结】
尽管与其他技术（例如基于数字光处理的 3D打印）相比， 直接写入打印的分辨率相对较低，但它可以将高粘弹性油墨转换为多种材料的自适应结构，例如电磁和气动机器人 。连同其溶剂可再加工性， 该 弹性体可轻松用作基质材料，以创建用于3D打印的功能性聚合物-纳米颗粒复合材料。而且，由于自组装的弹性体是热可逆的，因此它们可用于温度辅助的直接书写印刷，这将避免溶剂蒸发引起的印刷结构材料缺陷。最后，设计概念应该是通用的，并将能够开发由其他聚合物制成的3D可打印可逆软弹性体。
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参考文献 ： doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c04659
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