可3D打印的粘合性弹性体,具有动态共价键重排序

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术

背景情况:

• 可修复的粘合性弹性体对于软机器人和组织再生等应用至关重要.
• 设计具有强粘合和自我愈合能力的材料,由于相互矛盾的粘合要求,这就构成了重大挑战.
• 这些新型弹性体的3D打印能力在很大程度上仍未被探索,限制了几何设计的可能性.

研究的目的:

• 开发可3D打印的弹性体材料,具有集成的自我愈合和粘合性能.
• 为了克服粘附性和弹性体可修复性的对比要求所带来的设计挑战.
• 探索这些材料在先进制造和软机器人应用中的潜力.

主要方法:

• 整合了Thiol-Michael动态交叉连接器以进行维修.
• 利用烯酸单体来实现强大的粘合性能.
• 使用数字光处理 (DLP) 3D打印来制造复杂的结构.

主要成果:

• 经过证明,弹性质材料具有很高的延长 (>2000%) 和自我愈合的应力恢复 (>95%).
• 实现对金属和聚合物表面的强粘附.
• 成功地3D打印了复杂的功能结构,并使用软机器人执行器和定制端效应器展示了选择形状的物体提升.

结论:

• 开发了可3D打印的多功能弹性体,具有自我愈合和强的粘合特性.
• -迈克尔化学和烯酸单体有效地平衡了用于修复的动态结合和用于粘附的强相互作用.
• 展示的3D打印能力和软机器人执行器应用突显了先进材料系统中易于编程的功能潜力.