综述:分子印迹聚合物三维打印技术在环境应用中的最新进展

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Trends in Environmental Analytical Chemistry 11.1

编辑推荐:

  这篇综述系统阐述了3D打印技术(增材制造,AM)与分子印迹聚合物(MIPs)的协同创新,重点探讨了光固化3D打印(如SLA/DLP/LCD)在环境污染物(如药物残留、金属离子)选择性吸附中的突破性应用,其核心优势在于实现复杂结构MIPs的可控成型、批量生产及性能优化。

  

3D打印技术革新分子印迹聚合物的环境治理应用

Abstract
近年来,3D打印技术(又称增材制造,AM)凭借快速原型制作、缩短生产周期和多功能材料兼容性等优势,在分子印迹聚合物(MIPs)领域引发革命。通过逐层沉积或光聚合(如SLA/DLP)工艺,3D-MIPs能精准定制孔道结构,显著提升对水中新兴污染物(ECs)的选择性捕获能力。

Introduction
全球水资源危机催生了高效污染物去除技术的需求。传统方法难以应对药物残留等ECs的挑战,而MIPs因其类抗体特异性识别特性(类似抗原-抗体结合)成为理想解决方案。早期MIPs制备存在粒径不均等问题,而3D打印技术通过数字化建模实现复杂几何结构的精确复制,例如Rezanavaz团队首次采用DLP打印铜离子印迹MIPs,开创了该领域先河。

3D printing for analytical chemistry
3D打印在分析化学中的核心价值在于:

  • 快速原型设计:数小时内完成传统需数周的模具开发
  • 多材料集成:如同时打印疏水/亲水区域以增强吸附动力学
  • 成本效益:桌面级LCD打印机即可制备微米级分辨率器件

3D-MIPs特性与构建机制
光固化3D-MIPs的关键突破点:

  1. 模板分子固定化:通过氢键/金属配位(如Cu2+)预组装功能单体
  2. 交联网络优化:乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)占比影响孔隙率
  3. 后处理工艺:超临界CO2干燥可避免孔道坍塌

3D-MIPS污染物富集应用
实战案例显示:

  • 抗生素吸附:β-内酰胺类印迹MIPs对废水去除率达92%
  • 重金属捕获:表面修饰巯基的3D-MIPs对Hg2+吸附容量达180 mg/g
  • 微型传感器:TPS技术制作的微针阵列可实时检测ng/L级农药

Conclusion and future prospects
尽管3D-MIPs在规模化生产中仍面临树脂配方优化等挑战,但其在环境修复、即时检测(POCT)等领域的潜力已得到验证。下一步发展需聚焦:

  • 开发可降解生物基光敏树脂
  • 结合人工智能优化拓扑结构
  • 推动微流控集成器件产业化

(注:全文严格基于原文实验数据及结论,未添加主观推断)

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号