近日,中國科學院蘭州化學物理研究所研究員王曉龍和助理研究員劉德勝團隊,在光固化3D打印高性能聚氨酯彈性體研究方面取得進展。
該研究通過調(diào)控光敏聚氨酯預聚物的化學結構,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,構筑了機械承載穩(wěn)定性的生物醫(yī)用支架以及具有仿生雙梯度結構的阻尼減震、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構制造方面的優(yōu)勢,為制造具有抗壓縮承載能力和機械穩(wěn)定性等特性的復雜柔性結構生物醫(yī)療器械提供了新的材料技術方案。
此外,研究團隊受向日葵髓雙梯度結構啟發(fā),采用光固化3D打印聚氨酯彈性體,設計構筑了具有孔徑和壁厚雙梯度變量的仿生雙梯度結構聚氨酯。這一仿生雙梯度結構聚氨酯具有選擇性的抗屈曲性以及各向異性的機械性能和耗散行為,提升了強度、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域具有應用前景。