摘要：目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料,对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性,在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果,在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶),引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能,并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来,从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计,强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解,并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识,培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。

摘要：The distinctive attributes of the dynamic polymeric gels,such as configurable mechanical behavior[1-6],external stimuliresponsiveness[7-13]and self-healing ability[14-17],underlie their extensive applications in materials science,ranging from tissue-adaptive biomaterials[18-20]through high-efficient energy materials[21-23]to intelligent information materials[24-26].For instance,stiffness-changing trait(e.g.,rigid-to-soft transition)is especially desired in medical devices,since the rigid state allows for the easy insertion,while the soft state favors biocompatibility with surrounding tissues[19,27].

摘要：合成了一种制备过程简单、显示信息方便的有机水凝胶。首先,通过端羟基与异氰酸酯的反应,制备了两端带有碳碳双键的羧基化聚己内酯(PCCL)预聚物;然后,将该预聚物与交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)混合,通过自由基聚合于乙醇中制备了PCCL基有机凝胶;最后,利用溶剂置换法实现了有机凝胶与有机水凝胶之间的转变,获得了PCCL基有机水凝胶。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及紫外透过率等测试表征了聚合物和有机水凝胶的组成和结构,探究了有机水凝胶在不同溶剂中的光学性质。结果表明,该有机水凝胶在不同的溶剂中表现出明显的透明度变化,在不良溶剂中发生微相分离,在良溶剂中发生溶胀。PCCL基有机水凝胶的设计策略和溶剂响应性有望用于信息存储与显示平台。