光可逆共有ゲルを用いたソフトマター加法製造

可逆共有化学は、適切な刺激にさらされると分解され再形成される能力を持つ頑丈な材料へのアクセスを提供します。この目的には、光の空間的および時間的な適用が容易に制御できる光応答性ユニットが魅力的です。クマリン誘導体は、長波UV照射（365 nm）にさらされると2+2環状付加反応を起こし、このプロセスは短波UV光（254 nm）を使用して逆転されることができます。したがって、クマリン基によって架橋されたポリマーは、可逆共有ゲルとして優れた候補です。本研究では、クマリン含有モノマーと親水性共重合体N, N-ジメチルアクリルアミドの共重合により、水溶性の線状ポリマーを得ることができ、光開始剤がなくても長波UV光で硬化させて自立するゲルにすることができました。重要なのは、ゲルが短波UV照射によって可溶性コポリマーに戻されることです。このプロセスは循環可能であり、ハイドロゲルを追加の形に再成形してリサイクルすることができます。さらに、このハイドロゲルは、マスクベースのゲル化後のフォトエッチング法を通じてパターンを印刷することができます。この技術の従来の制限、すなわち一方向での均一なエッチングの必要性は、これらの材料をソフトマター加法製造の方法論と組み合わせることで克服されました。このアプローチの代表的な応用において、内部にクマリン架橋ゲルがあり、周囲が非分解性のゲルに囲まれた固体構造を印刷しました。短波UV照射にさらされると、クマリン架橋ゲルは可溶性のプレポリマーに戻され、それが洗い流されて中空のハイドロゲルオブジェクトを形成しました。