航院李晓雁课题组合作在可3D打印水凝胶强韧化方面取得重要进展 . 分享 . 清华新闻网9月22日电 水凝胶材料具有柔软、生物相容性和对刺激的相应性等特点,在柔性电子、生物医疗和可驱动机器人等领域有着重要的应用潜力。相比传统铸造成型的水凝胶制备工艺,通过3D打印技术可以制备出具有复杂几何形状的水凝胶结构,近年来发展的一种基于数字光处理(DLP)技术的可3D打印聚丙烯酰胺水凝胶具有较高的打印分辨率和高度的可拉伸特性,但模量、强度、断裂能和疲劳阈值较低,限制了其在实际中的应用范围。 针对上述问题和挑战,清华大学航天航空学院李晓雁教授课题组向可3D打印水凝胶前驱体溶液中引入芳纶纳米纤维(ANF),并在紫外线下固化,合成了由芳纶纳米纤维增强的可3D打印水凝胶复合材料。扫描电镜和红外光谱表征了芳纶纳米纤维和水凝胶链之间形成了额外交联点以及大量的氢键,同时较长的芳纶纳米纤维与水凝胶链缠结,并由于亲水性不同产生相分离(图1)。力学性能测试表明,与未增强的水凝胶相比,仅引入0.3wt%的芳纶纳米纤...