软硅树脂是一种理想的柔性材料，适用于软机器人、柔性电子产品、仿生学或植入式生物医疗设备。然而，重力驱动的下垂、细丝拉伸和变形会导致快速制造过程中不可避免的缺陷，使得直接墨水写入(DIW)技术很难获得复杂的、高分辨率的3D硅树脂结构。
近日，卡尔斯鲁厄理工学院Yiliang Wang，Norbert Willenbacher报道了使用PDMS/二氧化硅纳米颗粒/蜡微颗粒（PSW）相变油墨和HOT-DIW 3D打印系统来增材制造高分辨率软硅树脂。
文章要点
1）HOT-DIW系统具有活塞压力(P)、打印头速度(VP)和喷嘴温度(T)三个可控参数，可以比普通DIW打印机更精确地控制打印过程。PSW油墨可以在打印和随后的冷却过程中迅速改变和恢复其流变特性。油墨中的蜡微粒子(平均粒径3.0±0.8 μm)和二氧化硅纳米颗粒(气相二氧化硅，~70 nm)通过形成微米和纳米尺度的网络，成为有效的流变改进剂。而PDMS（Sylgard 184）是一种固化前具有很低模量和粘度（3.5 Pa·s）的液体聚合物，不存在屈服应力。
2）通过新的3D打印方法，可以对各种最小化、仿生和生物兼容的有机硅硅树脂进行图案化，展示了其在软质材料个性化制造方面的能力。而有机硅印刷材料的高分辨率和丰富的微结构使其在柔性电子产品中的应用更加广泛，使柔性电子产品更加贴近实际应用和市场。此外，热DIW技术的功能化和多材料印刷的易用性使得能够制造具有空间变化功能的软生物启发器件，例如透气性、超疏水性和形状记忆。
这项技术将加速制造具有多尺度结构和所需功能的软材料，从而导致更有能力的智能设备、软机器人和柔性电子产品。
参考文献
Yiliang Wang, Norbert Willenbacher, Phase-change enabled, rapid, high-resolution direct ink writing of soft silicone, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202109240
https://doi.org/10.1002/adma.202109240
