可4D打印生物基热塑性聚氨酯实现体温触发形状记忆效应

本研究由来自未知的研究人员针对智能材料在体温响应领域的应用挑战，开发了基于100%可再生资源的生物基热塑性聚氨酯(TPU)。通过聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS)软段和H12MDI预聚物合成，实现了在人体温度(36.5°C)下的可靠形状恢复(SME)，为4D打印可编程软执行器提供了创新解决方案。

　　

形状记忆聚合物(SMPs)及其复合材料(SMPCs)是一类能够通过外部刺激恢复原始形态的智能材料。其中形状记忆效应(SME)因其独特的热/电驱动特性备受关注。本研究聚焦温度响应型SMPs的制备突破，通过4D打印技术开发了全生物基热塑性聚氨酯(TPU)。该材料以玉米葡萄糖衍生的聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS)作为软段，采用生物基1,3-丙二醇作为链延长剂，并通过二环己基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)形成预聚物。实验表明该材料在人体温度(36.5°C)附近具有可靠的形状恢复能力，同时成功制备了热响应4D打印超材料，为可编程聚合物系统的发展提供了新方向。图示内容展示了4D打印生物基形状记忆TPU手部模型在37°C下呈现的可逆变形特性。