Schreibbare Drei-Dimensionale Gedruckte Hydrogele, Abgeleitet von der Bingham-Flüssigkeitstheorie für Designbare Sensoren

Im Vergleich zu traditionellen Polymeren können drei-dimensionale (3D) gedruckte Hydrogele spezifische Anforderungen für designbare Sensoren erfüllen. Aufgrund der Komplexität der Aushärtungstechnologie und der strengen Aushärtungsbedingungen bleibt jedoch die großtechnische Produktion und breit angelegte Anwendung von 3D gedruckten Polymeren eine Herausforderung. Hier schlagen wir erfolgreich eine ultrasimpe Druckstrategie zur Formgebung von 3D gedruckten Polymeren vor, basierend auf der Bingham-Flüssigkeitstheorie. Die Ergebnisse bestätigten, dass die Auswahl von Akaziengummi (GA) und Siliciumdioxid (SiO2) mit Bingham-ähnlichen Flüssigkeitseigenschaften als Gelmedien effektiv rheologische Eigenschaften bereitstellen und die Selbstbildung von 3D gedruckten Polymeren sicherstellen kann. Gleichzeitig verlieh die transiente dynamische Vernetzung zwischen Polyvinylalkohol (PVA) und Borax bei 25 °C auch erfolgreich ideale mechanische Festigkeit während des Druckprozesses. Besonders bemerkenswert ist, dass die auffallende Druckbarkeit der vorgeschlagenen Hydrogele es auch ermöglichte, sie in verschiedene Formsensoren zu formen, mit einem Messkoeffizienten von 2,58 zur Überwachung von Deformationsänderungen, was die Erreichung designbarer Sensoren möglich macht. Insgesamt könnte die auf der Bingham-Flüssigkeit basierende 3D-Drucktechnik hoffentlich den Weg für spezifische Sensoren durch 3D-Druck ebnen.