海德堡大學(xué)和馬克斯-普朗克醫(yī)學(xué)研究所的研究人員開發(fā)出一種方法，用于設(shè)計和合成具有可控單體序列的可交聯(lián)低聚物。這種方法可以制造出序列定義的大分子，在添加式 3D微打印中用作墨水。

這項發(fā)表在《Small》雜志上的研究展示了改變單體序列如何系統(tǒng)地改變印刷材料的特性。研究人員創(chuàng)造了三種不同的低聚物，每種低聚物都具有獨特的可光交聯(lián)和無功能單元序列。這些低聚物隨后被用于三維打印復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如 "降壓球 "模型，并具有不同的機(jī)械性能和分辨率。

研究中探索的步驟概覽和關(guān)系。底部為打印出的水蕎球（圖片來源：Wiley-VCH Verlag）

研究的主要發(fā)現(xiàn)之一是，單體的序列在打印過程中起著至關(guān)重要的作用。例如，交替含有可交聯(lián)基團(tuán)和非官能基團(tuán)的低聚物顯示出最佳的打印質(zhì)量，打印所需的光照強(qiáng)度最低，同時還能保持較高的機(jī)械完整性。這一結(jié)果表明，可交聯(lián)基團(tuán)在聚合物鏈中的分布會對最終產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。

大分子工程學(xué)的這一進(jìn)展為定制三維打印材料提供了一種新方法。通過控制單體的順序，就有可能將特定的性能編程到材料中，如機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性和形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的能力。

這項研究的影響是巨大的，有可能開發(fā)出新的材料，應(yīng)用于從靶向給藥到創(chuàng)建微光學(xué)和微機(jī)器人等微尺度設(shè)備。它標(biāo)志著在合成三維打印結(jié)構(gòu)中復(fù)制生物材料的復(fù)雜性和功能性方面邁出了一步。