通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合技术实现增强的体积增材制造

《Nature Communications》：Enhanced volumetric additive manufacturing via Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) polymerization

　　

摘要

计算轴光刻（CAL）是一种体积增材制造（VAM）技术，它通过叠加投影光图案，在几秒钟内快速地实现自由形态几何结构的整体制造（而非逐层制造）。然而，由于传统的CAL依赖于自由基聚合（FRP）工艺，这一过程本质上是放热的（ΔT > 60°C），可能会导致自加速现象，从而影响打印精度并限制其可扩展性。通过可逆链转移机制调控聚合物链的长度，可逆加成-断裂链转移（RAFT）技术能够维持稳定的反应动力学，避免FRP常见的粘度急剧上升。在本研究中，我们将RAFT聚合技术引入基于（甲基）丙烯酸酯的各种系统中，有效减少了光聚合过程中的热量产生并抑制了自加速现象。这一方法的成功通过原位热监测得到了验证，与FRP相比，温度上升显著降低。此外，RAFT化学技术还使得打印后的物体可以进行功能化处理，进一步拓展了CAL的化学应用范围。研究表明，RAFT介导的CAL技术能够制造出FRP无法实现的结构，推动了热稳定性和功能可调的体积增材制造技术的发展。