4D聚合物打印简介

美国科学家补充道3D打印的一个新维度通过一种策略来控制打印特征的化学成分,以及它们的三维位置。澳门万博公司

迈阿密大学团队的设置允许控制光聚合混合物的3D位置和单体组成

随着3D打印系统变得越来越主流,克服当前限制的平台越来越重要。理想情况下,它们应该将不同的聚合物打印在一起,独立控制它们的位置,并与精致的有机和生物活性材料兼容。

迈阿密大学的一个团队由亚当·布伦瑞克首次设计了一个完全基于溶液的模式反应系统。它结合了1cm2平行尖端阵列、微流体和光化学聚合,在玻璃表面生长刷状聚合物。这个过程本身只需要几个步骤,就可以在不使用高能光束的情况下达到亚微米的分辨率。

聚合反应的组分——单体、光引发剂和溶剂——流入装有尖端阵列的微流体单元。每个阵列都有大约15,000个聚二甲基硅氧烷金字塔,以80微米的间隔间隔,这些金字塔的局部光照在它们上。这种光引发了反应,在下面的表面形成了刷状聚合物的图案。为了创建不同化学成分的相邻图案,只需简单地移动尖端,将新的单体溶液引入冲洗细胞,并重复该过程。尖端位置控制打印特征的位置,光照时间控制聚合程度,因此高度,而单体特性决定化学成分。

布伦瑞克认为他们的4D打印工艺潜力巨大,可能的应用包括基因芯片、蛋白质阵列和刺激响应表面。最终目标是在大面积内重现生物界面(如细胞表面)的结构复杂性和化学性质:“我们还有很长的路要走,但这是我们工作的动力。”

瑞安Chiechi他在荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)领导了一个纳米制造研究小组,他强调了这项工作的重要性:“它允许局部控制相邻聚合物特征与细胞之间的相互作用,例如,细胞的性质可能会受到基质表面化学和拓扑结构的极大影响,而我们才刚刚开始了解这种影响。”澳门万博公司