一文了解3D打印水凝胶

3D打印是一种快速原型制造技术，也被称为增材制造（Additive Manufacturing，AM），它是一种“自下而上”的制造方法，允许通过逐层堆叠材料来创建物理对象，而不是通过传统的切削或去除材料的方式。使用计算机辅助设计（CAD）软件构建模型并切片分层后可利用3D打印机进行逐层打印堆叠，获得实体。

相比于传统加工技术，3D打印可免去制作模具的成本与周期，实现快速、高效的实体生产，以及拥有不断试错调整的可能性。创造性、定制化和快速原型制造的能力使其在制造、医疗、航空航天、教育和许多其他领域中都有广泛应用。

3D打印水凝胶作为一种新型增材制造产品,水凝胶是一种水基的高分子凝胶，具有高水含量，类似于生物组织的性质，因此它们在生物医学和生物工程领域非常有用。

哈佛大学Wyss仿生工程研究所的Kevin Kit Parker团队在《Fibre-infused gel scaffolds guide cardiomyocyte alignment in 3D-printed ventricles》一文中，使用了一种含有预制明胶纤维的水凝胶墨水（FIG（Fibrillar Interconnected Gel），含明胶、甘油、氯化钠、硼酸和氢氧化钠），利用其流变可调，控制溶胶-凝胶转变，实现精确和稳定的打印过程打印出了一个具有仿生结构和功能的心室体外模型。

因其能够精细化制造坚韧水凝胶结构,有望为食品及其包装产业、生物医用产业、智能传感及软体机器人产业实现数字化、智能化提供可能。在《Science》和《Nature》等刊物上也常常可见相关的研究成果。

一种双连续导电聚合物水凝胶，它在生理环境中同时实现了高导电性(over 11 S cm-1)、可拉伸性(超过400%)和断裂韧性(J m-2以上)，并且易于应用于包括3D打印在内的先进制造方法。