近日，昆明理工大學化學化工學院盧寶陽教授課題組與上海交通大學合作在國際知名期刊《Nature Communications》上發表題為“Multimaterial cryogenic printing of three-dimensional soft hydrogel machines”的最新研究成果。
將多材料三維水凝膠結構引入軟體機器人，以期模擬、協同和代替自然生物系統吸引了廣泛研究與關注。然而，受制于水凝膠普遍的低密度聚合物網絡特性，現有基于墨水溶質調控所開發的3D打印策略 (例如溶膠-凝膠轉變、自組裝、相分離) 仍然難以實現水凝膠復雜結構精密制造與軟體機器人集成應用。
受水凝膠體系中的豐富水含量啟發，盧寶陽教授課題組提出了一種多材料低溫3D打印技術(MCP), 利用溶劑低溫結晶臨時支撐聚合物網絡成型,建立了基于低溫溶劑相變輔助的多材料三維結構水凝膠制造新范式。該技術策略對具有不同黏度、交聯機理的廣泛水凝膠墨水具有普適性，可以制造多種具有復雜結構的水凝膠與集成器件。所開發的全3D打印、全水凝膠軟體器件進一步驗證了其在軟體機器人和生物電子領域的廣闊應用前景，對水凝膠軟體機器人研究具有重要的啟發意義。
圖1 MCP技術工藝及性能表征
該研究得到了國家自然科學基金、機械系統與振動全國重點實驗室的資助。
