可见光和光响应聚合物的新方法

光聚合是一种基于光的3D打印技术，传统上使用紫外线将液态树脂快速转化为固体物体。可见光是一种有前途的替代方案，在组织工程和软机器人等领域越来越重要，因为它提供更温和的反应条件、更高的能源效率和生物相容性。然而，相对较慢的固化时间此前一直是一个重大限制。由博士领导的研究小组Dowon Ahn，韩国化学技术研究所 (KRICT)现在已经取得了可以克服这一障碍的进展。

照片：韩国化学技术研究院 (KRICT)

重点是一种用于波长约为 620 nm 的红光的新型光引发系统 (PIS)，它基于光氧化还原活性催化剂（一种花青衍生物）与两种共引发剂：贫电子碘鎓盐和富电子硼酸盐。该系统通过产生加速固化过程的自由基来实现快速聚合。同时，它解决了光谱重叠的问题，该问题使得光敏聚合物在基于UV的工艺中的集成变得困难。

研究人员集成了基于六芳基联咪唑的交联剂（HABI），该交联剂具有动态特性，并且不会对 PIS 的红光造成光谱干扰。这使得基于 HABI 的材料在打印后可以被蓝光或紫光激活，而不会影响打印质量。这种组合实现了自修复和光化学猝灭等功能，这些功能与材料科学和智能材料的应用相关。

新工艺在低光强度下可实现高达 8 秒的层速度和 20 μm 的分辨率。打印的物体在十分钟内完全治愈表面损伤，并且还通过选择性光照射提供可降解的特性。这些进步凸显了可见光在 3D 打印中的潜力，并为智能材料的增材制造开辟了新的前景。