波长选择性多材料3D打印的环氧-丙烯酸酯杂化树脂及其仿生超材料应用

来自国际团队的研究人员开发了一种创新型环氧-丙烯酸酯杂化树脂，通过数字光处理(DLP) 3D打印技术实现了硬/软域精确图案化的仿生超材料构建。该研究利用波长选择性光敏剂加速阳离子固化，结合双投影多色打印技术，成功制备出兼具高强度、弹性和抗老化性能的多材料结构，包括可调节压缩行为的硬弹簧-软基体复合体及仿生膝关节模型，为柔性电子器件选择性拉伸提供了概念验证。

　　

自然界通过精确的三维排列将硬质与软质材料有机结合，赋予整体结构传统合成材料难以企及的性能与功能。为模拟这种特性，研究人员开发出具有共价键合结构的环氧-丙烯酸酯杂化树脂体系。该体系创新性地采用波长选择性光敏剂，在数字光处理(DLP) 3D打印过程中实现差异化固化：紫外光触发丙烯酸酯自由基聚合形成软质区域，同时可见光加速环氧树脂阳离子固化构建硬质框架。

通过双投影多色打印技术，研究团队成功制造出多种仿生超材料结构。其中，软质圆柱体内嵌硬质弹簧的复合结构展现出可调控的压缩力学行为；仿生膝关节模型则精细再现了"骨骼"与"韧带"的协同运动机制。特别值得注意的是，该材料体系有效避免了软质区域的塑化现象，使制件在保持高弹性模量(>1 GPa)的同时具备优异的抗老化性能。

作为概念验证，研究还展示了该技术在柔性电子领域的应用潜力——通过精确控制材料分布，实现了器件特定区域的选择性拉伸功能。这种波长选择性固化策略为制造具有梯度力学性能的生物医学植入物、可穿戴设备等功能器件开辟了新途径。