聚氨酯弹性体因其优异的机械性能而广泛应用于各个领域。然而，传统的加工方法通常需要高温高压，且模具制造复杂，成本高昂。近年来，光固化3D打印技术因其快速成形、高精度和复杂结构制造能力，逐渐成为聚氨酯弹性体制造的理想选择。
中国科学院兰州化学物理研究所的王晓龙研究员及其团队在这一领域取得了显著进展。他们通过调控光敏聚氨酯预聚物的化学结构，开发出了一种具有优异光固化3D打印成形能力的高性能聚氨酯弹性体材料。这种新型材料不仅具备机械承载稳定性，还可用于构建生物医用支架，以及具备仿生双梯度结构的阻尼减振和消音降噪功能器件。
研究团队在聚氨酯前驱体中引入了脲基和酯基，发展出了一种多重氢键诱导的超分子聚氨酯弹性体。这种材料展现出高弹性、高强度和良好的韧性，同时具备优异的生物相容性和血液相容性。其高精度光固化3D打印性能使其在复杂柔性结构的生物医疗器械制造中具有广阔的应用前景。
此外，受到向日葵髓双梯度结构的启发，研究团队设计了具有孔径和壁厚双梯度变量的仿生双梯度结构聚氨酯。这种新材料表现出选择性的抗屈曲性及各向异性的机械性能和耗散行为，显著提升了强度、能量吸收和抗撕裂性，解决了传统多孔泡沫材料在性能调控和功能多样性方面的不足。
该研究成果不仅丰富了高性能光固化3D打印聚氨酯弹性体材料的种类，还拓展了其在功能结构器件定制化制造方面的应用。未来，这些新材料有望在生物医疗、柔性电子和摩擦密封等领域提供新的技术基础。
相关研究成果已分别发表在《材料视野》（Materials Horizons）和《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上，得到了国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院及甘肃省科学技术厅等机构的支持。
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