美研发用于生物医学和软机器人的3D打印硅胶技术

　　近日，美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员表示，他们已经能够3D打印灵活多孔的硅橡胶结构。该技术可用于生物医学和软机器人。这种硅胶3D打印方法既不需要热应用也不需要特殊的化学成分，非常可取。

　　使用由液体和固体形式的硅氧烷形成的糊状油墨，北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经能够3D打印灵活多孔的硅橡胶结构。该技术可用于生物医学和软机器人。

　　从隐形眼镜到发动机衬垫到冰块托盘，硅胶已被证明是一种多功能的聚合物组。因此，研究人员和企业已经设法制作可3D打印的硅胶。

　　加利福尼亚州的ALT是少数几家已经开发硅胶3D打印工艺的公司之一，佛罗里达大学的研究人员在几周前就推出了用于医疗器械的硅胶3D打印工艺。

　　北卡罗莱纳州立大学的一组研究人员刚刚成为研究硅胶3D打印工艺的最新成员，开发了用由液体和固体形式的硅氧烷形成的糊状油墨打印的3D打印方法。他们说他们的技术让人联想到用水将砂粒变成沙堡。

　　由NVISTA NCID化学和生物分子工程教授Orlin Velev领导的研究团队表明，在水介质中，液体硅橡胶可用于在微小的硅橡胶珠之间形成桥梁。所得到的糊状物可以在各种环境中3D打印，甚至在水下也可以。

　　由于该技术可以在干燥或潮湿的环境中使用，研究人员认为其可用于活组织。他们设想了生物医学应用，例如可以直接应用到人体上的3D打印软绷带，以及在软机器人领域的应用。

　　Velev说：“硅胶或PDMS的3D打印非常有价值，因为它具有许多有用的特性。但应用它还需要攻克一些挑战，您通常需要快速加热材料或使用特殊的化学来应用它，这在技术上是复杂的。”

　　另一方面，这种硅胶3D打印方法既不需要热应用也不需要特殊的化学成分。NC州研究人员认为这种技术非常可取。

　　Velev说：“我们的方法采用非常简单的可挤出材料，可以放置在3D打印机中，直接对多孔、柔性结构进行原型打印，即使在水下也可以。所有这一切都是通过两种材料的多相系统完成的，不需要特殊的化学成分或昂贵的机器。”

　　研究人员将这种易用性归因于该方法中使用的双重硅胶。

　　“这个‘诀窍’是珠粒和与它们结合的液体都是硅胶，因此在成型和固化后可以形成一种非常内聚的、可拉伸和可弯曲的材料。”Velev解释说。

　　据悉，该研究论文于本周发布在Advanced Materials杂志上。它的第一作者是NC州博士候选人Sangchul Roh。共同作者包括NC州立研究生Dishit Parekh；路易斯安那州立大学的教授Bhuvnesh Bharti，以及荷兰瓦赫宁根大学的Simeon Stoyanov博士。