What is it about?
面对传统双光子打印材料力学性能难以调节的瓶颈，研究团队首先从材料源头出发，创新性地设计并制备了一种基于聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的弹性体光刻胶。该材料巧妙地结合了聚氨酯的柔性链段与丙烯酸酯的快速固化特性，使其在无需后固化处理的条件下，依然具备优异的自支撑性能，能够稳定打印出复杂的微纳三维结构。这一材料体系的建立，为后续通过工艺参数实现大范围力学性能调控奠定了坚实的基础。 研究的核心创新在于突破了依赖材料配方改性的传统思路，开创性地提出通过控制双光子3D打印中的激光扫描路径来主动调节最终结构的力学性能。团队定义了两个关键的打印参数：“线间距”（Line Spacing）用于控制打印路径的稀疏度，“旋转角度”（Rotation Angle）用于控制层间路径的螺旋度。通过对这两个参数进行系统性组合，研究人员能够在微观尺度上精密构建出具有不同内部交联密度和网络拓扑结构的微柱，从而在不改变材料化学成分的前提下，实现了对结构宏观力学性能的“编程化”定制。
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Perspectives
现有微纳加工技术（如双光子聚合3D打印）虽然能实现亚微米级别的超高打印精度，但在材料的力学性能（如刚度、强度、韧性等）调控方面却面临瓶颈。传统光刻胶材料一旦固化成型，其力学性能便难以调整，这极大地限制了其在柔性电子、软体机器人、生物组织工程等前沿领域的应用。这些领域不仅需要结构上的“精雕细琢”，更对材料的力学“可塑性”提出了苛刻要求。因此突破微纳结构力学性能“后调控”的技术难题，开发兼具高精度成型与大范围性能调控能力的制造新范式，已成为满足国家重大战略需求、推动颠覆性技术创新的迫切需要。 基于上述研究成果，团队进一步设计并打印了三种具有实际应用前景的复杂可恢复微结构：多孔金字塔、爪形结构和灯笼形结构。这些结构同样通过原位力学测试验证了其独特的功能特性。例如，金字塔结构展现了快速的回弹恢复能力，而爪形和灯笼形结构则通过旋转变形机制表现出优异的能量吸收特性。这些功能器件的成功制备与验证，充分展示了该技术在微型传感器、微尺度能量吸收/缓冲器件、柔性电子以及微型机器人等前沿领域的巨大应用潜力。
甬江实验室-助理研究员-马致远 Zhi-Yuan Ma
Yongjiang Laboratory
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This page is a summary of: Tuning the glass transition temperature of two-photon polymerized elastomers for tailorable mechanical properties and enhanced recovery, Chemical Engineering Journal, July 2026, Elsevier,
DOI: 10.1016/j.cej.2026.177552.
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