可3D打印的超韧弹性体：分级氢键网络的设计与动态功能调控

来源：EFL生物3D打印与生物制造

3D打印为复杂结构制造提供了自由形式的解决方案，但开发同时具备机械稳健性和自修复功能的弹性体材料仍是重大挑战。传统光固化树脂因永久且密集的交联网络，导致机械性能和动态功能难以兼顾，现有光固化弹性体拉伸强度多低于30 MPa。浙江大学的吴晶君研究员和方子正研究员团队合作，通过策略性地将分级氢键（酰基氨基脲和氨基甲酸酯）引入光活性树脂，开发出可3D打印的超韧弹性体，克服了机械强度与动态功能间的传统权衡。该弹性体展现出超韧性（158.5 MJ/m³），拉伸强度和断裂应变分别达49.6 MPa和1136%，且酰基氨基脲基团赋予其自修复和形状重构能力。相关工作以“3D-Printing of Ultratough and Healable Elastomers”为题发表在《Advanced Materials》上。

研究要点
1、分级氢键弹性体设计：将酰基氨基脲和氨基甲酸酯引入光活性树脂，制备超韧且可自修复的3D打印弹性体。
2、材料性能表征分析：测试弹性体的拉伸强度、断裂应变等机械性能，揭示分级氢键增强机制。
3、3D打印工艺优化：优化DLP打印的固化动力学和工艺参数，实现弹性体的高精度成型。
4、动态功能验证：验证弹性体的自修复能力和形状重构特性，分析其动态化学行为。
文章来源：
https://doi.org/10.1002/adma.202507908