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新型柔性光聚合物：實現(xiàn)高分辨率3D打印
????????越來越多的涂料，包括清漆和印刷油墨，以及牙齒填充物，都是用光固化的。但是無法制備出均勻的聚合物網(wǎng)絡(luò)，而且材料往往是脆性的，這限制了光聚合物在三維打印、生物醫(yī)學(xué)和微電子等領(lǐng)域的應(yīng)用。在Angewandte Chemie期刊上，研究人員提出了一種新方法，一種基于甲基丙烯酸酯，制備出均勻交聯(lián)堅韌的聚合物的制作方法，即使在高分辨率下進行3D打印。
????????光固化通常是一種自由基鏈聚合。引發(fā)劑被光能分解成自由基，并攻擊單體，如乙烯基中的C=C雙鍵，形成一個新的自由基，通過攻擊更多的單體并與其結(jié)合而成為聚合物網(wǎng)絡(luò)生長的起點。
????????控制自由基光聚合的新方法以及改善產(chǎn)品的材料性質(zhì)，往往會減慢固化過程，這對于3D打印來說并不理想。短照射階段對于高空間分辨率和經(jīng)濟的生產(chǎn)時間是至關(guān)重要的。
????????維也納技術(shù)大學(xué)(奧地利)的Robert Liska領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了一種新方法，基于甲基丙烯酸酯的光聚合物而不會抑制固化過程。他們使用酯活化的乙烯基磺酸酯（EVS）作為鏈轉(zhuǎn)移劑，因為它可以容易地從其自身的一部分上分離以激活該過程。
????????如果不斷增長的聚合物網(wǎng)絡(luò)攻擊EVS而不是另一種單體，則會形成中間體，并迅速分裂形成網(wǎng)絡(luò)中終止的聚合物鏈和高反應(yīng)性基團(甲苯磺酰基)，這反過來又會引發(fā)新的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。添加的EVS越多，聚合物網(wǎng)絡(luò)的平均鏈長就越短。由于較短的聚合物鏈保持較長的移動性，因此在固化過程中收縮導(dǎo)致裂縫的危險顯著降低。與常規(guī)鏈轉(zhuǎn)移劑相反，在該新方法中聚合不受抑制，因為不存在穩(wěn)定的中間體或可逆的反應(yīng)步驟，所以說分離出甲苯磺酰基是有利的。
????????為了測試它，研究人員使用甲基丙烯酸酯共聚物建立了類似支架的樣品結(jié)構(gòu)。厚度為50μm，在各個層在結(jié)構(gòu)中很好地分辨。該材料非常均勻，堅固但具有彈性和抗沖擊性，具有高拉伸強度。可以通過更改添加的EVS數(shù)量來調(diào)整這些屬性。沒有EVS，材料就會太脆，無法進行3D打印。這種新方法可制備出堅韌的光聚合物用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如用于組織生長和牙齒填充的形狀記憶聚合物。
