折射率匹配的微凝胶堆积组装体实现多孔水凝胶结构的体积打印 开放获取

《Materials Horizons》：Refractive-Index-Matched Jammed Microgel Assemblies Enable Volumetric Printing of Porous Hydrogel ArchitecturesOpen Access

　　

堆积微凝胶形成多孔水凝胶结构，其中由堆积产生的间隙空隙提供了可渗透的传输通路，同时保留了软颗粒物质的可加工性。然而，相同的微凝胶 - 连续相界面会散射并重新分布投影光，使体积打印变得复杂。在此，我们通过独立调节明胶/丙烯酰胺微凝胶和不混溶硅油连续相的折射率，开发了折射率匹配的堆积微凝胶组件。冷却诱导的明胶凝胶化稳定了离散的微凝胶，而丙烯酰胺光聚合则在辐照区域内整合了堆积的粒子。匹配微凝胶和周围油的折射率限制了投影的 405 纳米光场，尽管粒子界面密度很高，但仍将设计到打印的保真度恢复到与均质整体凝胶对照组相当的水平。这种光学改善是在不消除粒子组装结构的情况下实现的。打印结构保留了堆积产生的间隙孔隙率，可以从含油的打印状态转移到水性水凝胶状态，同时保持其整体几何形状和可测量的机械整合性。在不同尺寸的配方中，含有较大微凝胶的组件表现出更宽的间隙特征和更大的染料渗透性，而含有较小微凝胶的组件则显示出更受限的染料渗透性以及更大的流变学和抗压阻力。这些发现确立了对微凝胶和连续相进行独立折射率控制的材料设计策略，以调和体积打印的光学要求与粒子组装软材料的结构和功能异质性。

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? 2026 作者。由化学学会出版

2026

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