Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) и Еврейского университета в Иерусалиме (HUJI) разработали несколько гидрогелей, которые могут быть растянуты на 1300% и подходят для 3д печати, основанной на ультрафиолетовом излучении.

Гидрогели, способные удерживать большое количество воды, широко используются в самых разных областях промышленности. В последнее время сильно растягиваемые материалы применяются в области мягкой робототехники, при производстве прозрачных сенсорных панелей и других сферах, требующих большой деформации. Однако традиционные методы изготовления, чаще всего основанные на литье, снижают область применения из-за ограниченной геометрической сложности и относительно низкого разрешения.

Исследователи со всего мира неоднократно предпринимали попытки использовать 3д печать для изготовления гидрогелевых структур со сложными формами, включая сосудистые сети, пористые поддерживающие структуры, заменители менисков и т д. Но в конце концов удача улыбнулась ребятам из Сингапура и Иерусалима.

Для получения высокорастягиваемых гидрогелей с высоким разрешением при DLP 3д печати исследователи разработали раствор из высокоэффективных водорастворимых наночастиц TPO в качестве фотоинициатора с гидрогелем на основе акриламида-PEGDA (AP). Наночастицы TPO делают материал отверждаемым с помощью ультрафиолета, что позволяет изготавливать сложные структуры с высоким разрешением и точностью.

«Мы разработали самый растягиваемый образец гидрогеля в мире», — сказал помощник профессора Qi (Kevin) Ge из Научного и математического кластера SUTD, который является одним из лидеров этого проекта. «Он позволяет исследователям создавать трехмерные структуры с разрешением до 7 мкм».

Растяжимые гидрогели демонстрируют отличную биосовместимость, а их большая оптическая прозрачность дает возможность печатать контактные линзы. Что еще более важно, гидрогели способны образовывать прочную межфазную связь с различными эластомерами для печати, что позволяет непосредственно создавать гибридные структуры, такие как гибкая электронная плата с проводящей схемой, напечатанной на эластомерной матрице.

«В целом мы полагаем, что наши гидрогели вместе с методами 3д печати на основе ультрафиолетового излучения значительно улучшат возможности изготовления биоструктур и тканей, контактных линз, гибкой электроники и многих других вещей», — сказал профессор Shlomo Magdassi из HUJI.