德国海德堡大学团队研发可化学降解回收的3D打印聚合物

德国海德堡大学分子系统工程与先进材料研究所（Institute for Molecular Systems Engineering and Advanced Materials, IMSEAM）Eva Blasco教授领导的研究团队开发出一种可通过化学信号按需分解的3D打印聚合物材料。该材料在保持高机械稳定性的前提下，可在数秒内降解回分子构件，并重新制成性能相同的聚合物，从而将高精度增材制造部件纳入闭合材料循环。

光学增材制造工艺常被用于制作医疗技术、软体机器人等领域所需的小型复杂塑料结构，但这些由光固化形成的部件通常难以降解回收。海德堡团队的方案是一种亚稳态材料，其精度、质量和机械稳定性不受影响，分解过程依赖材料内部的预设断裂点。研究团队选用对特定化学信号具有响应性的聚合物作为基体，长分子链仅在一个预定断裂点处连接；当特定化学触发器作用于该位点时，整个分子链在室温下数秒内即发生分解。研究人员将这一机制类比为一把只能打开对应锁的化学钥匙。

研究团队以该材料为高分辨率“墨水”，制备出多种具有微米级细节的复杂三维结构，验证了其可打印性。组分回收测试显示，回收后重新制成的聚合物在性能上与原始材料一致。相关成果发表于期刊《Advanced Materials》。研究工作隶属于海德堡大学与卡尔斯鲁厄理工学院共同承担的卓越集群“3D Matter Made to Order”，并获德国研究联合会、卡尔·蔡司基金会和化学工业基金会的资助。