Hydrogelen, hydrofiele netwerken van polymere ketens die een grote hoeveelheid water kunnen vasthouden, zijn op grote schaal gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen. Recente ontwikkelingen in zeer rekbare hydrogels hebben hun toepassingen uitgebreid naar zachte robotica, transparante aanraakpanelen en andere toepassingen die grote vervorming vereisen.

Echter, traditionele fabricagemethoden, die voornamelijk afhankelijk zijn van gieten en gieten, beperken het toepassingsgebied vanwege de beperkte geometrische complexiteit en de relatief lage fabricageresolutie. Samen met de recente snelle ontwikkelingen in 3D-printen, er zijn ook verschillende pogingen gedaan om 3D-printen te gebruiken om hydrogelstructuren te fabriceren met complexe geometrieën, waaronder vasculaire netwerken, poreuze steigers, meniscusvervangers en andere. Hoe dan ook, bestaande 3D-geprinte hydrogels hebben geen hoge afdrukresolutie, hoge geometrische complexiteit en hoge rekbaarheid, waardoor ze voor veel toepassingen ongeschikt zijn.

Onlangs, onderzoekers van het Singapore University of Technology and Design (SUTD) Digital Manufacturing and Design (DManD) Centre en de Hebrew University of Jerusalem (HUJI) hebben een familie van zeer rekbare en UV-uithardbare hydrogels ontwikkeld die tot 1300% kunnen worden uitgerekt, en zijn geschikt voor op UV-uithardende 3D-printtechnieken. Deze zijn gebruikt om hydrogelstructuren te fabriceren die een hoge afdrukresolutie en een hoge geometrische complexiteit vereisen. Details van dit werk verschenen in het aprilnummer van 2018 van: Journal of Materials Chemistry B en het stond ook op de voorkant.

"We hebben het meest rekbare 3D-geprinte hydrogelmonster ter wereld ontwikkeld, " zei assistent-professor Qi (Kevin) Ge van SUTD's Science and Math Cluster, die een van de co-leiders van dit project is. Hij voegde eraan toe:"Het bedrukte hydrogelmonster kan tot 1300% worden uitgerekt. de compatibiliteit van deze hydrogels met op digitale lichtverwerking gebaseerde 3D-printtechnologie stelt ons in staat om hydrogel 3D-structuren te fabriceren met resoluties tot 7 m en complexe geometrieën."

"De bedrukte rekbare hydrogels vertonen een uitstekende biocompatibiliteit, waarmee we biostructuren en weefsels direct in 3D kunnen printen. De grote optische helderheid van deze hydrogels biedt de mogelijkheid om contactlenzen in 3D te printen. Belangrijker, deze 3D-afdrukbare hydrogels kunnen een sterke grensvlakbinding vormen met commerciële 3D-afdrukelastomeren, waarmee we hydrogel-elastomeer hybride structuren direct in 3D kunnen printen, zoals een flexibel elektronisch bord met een geleidend hydrogelcircuit dat op een elastomeermatrix is ​​afgedrukt, " zei professor Ge.

"Algemeen, wij geloven dat de zeer rekbare en UV-uithardbare hydrogels, samen met de op UV-uitharding gebaseerde 3D-printtechnieken, zal het vermogen om biostructuren en weefsel te fabriceren aanzienlijk verbeteren, contactlenzen, flexibele elektronica, en vele andere toepassingen, " zei professor Shlomo Magdassi, mede-leider van dit project bij HUJI.