近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員王曉龍和助理研究員劉德勝團(tuán)隊，在光固化3D打印高性能聚氨酯彈性體研究方面取得進(jìn)展。
該研究通過調(diào)控光敏聚氨酯預(yù)聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)展了具有優(yōu)異光固化3D打印成型能力的高性能聚氨酯彈性體材料，構(gòu)筑了機(jī)械承載穩(wěn)定性的生物醫(yī)用支架以及具有仿生雙梯度結(jié)構(gòu)的阻尼減震、消音降噪等概念性功能器件。
該研究在聚氨酯前驅(qū)體中引入脲基和酯基，發(fā)展了多重氫鍵誘導(dǎo)的可快速光固化3D打印的超分子聚氨酯彈性體。這一彈性體具有優(yōu)異的高彈性、高強(qiáng)度、韌性及良好的生物相容性和血液相容性。具有高精度光固化3D打印性能的聚氨酯彈性體綜合了高性能與快速結(jié)構(gòu)制造方面的優(yōu)勢，為制造具有抗壓縮承載能力和機(jī)械穩(wěn)定性等特性的復(fù)雜柔性結(jié)構(gòu)生物醫(yī)療器械提供了新的材料技術(shù)方案。
此外，研究團(tuán)隊受向日葵髓雙梯度結(jié)構(gòu)啟發(fā)，采用光固化3D打印聚氨酯彈性體，設(shè)計構(gòu)筑了具有孔徑和壁厚雙梯度變量的仿生雙梯度結(jié)構(gòu)聚氨酯。這一仿生雙梯度結(jié)構(gòu)聚氨酯具有選擇性的抗屈曲性以及各向異性的機(jī)械性能和耗散行為，提升了強(qiáng)度、能量吸收和抗撕裂性等特性，解決了傳統(tǒng)多孔泡沫材料性能調(diào)控難、功能單一等問題，在阻尼緩沖減震和消音降噪等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。
