Hydrogels, des réseaux hydrophiles de chaînes polymériques capables de retenir une grande quantité d'eau, ont été largement utilisés dans une variété d'applications. Les avancées récentes dans les hydrogels hautement extensibles ont étendu leurs applications dans les domaines de la robotique douce, écrans tactiles transparents et autres applications nécessitant une grande déformation.

Cependant, méthodes de fabrication traditionnelles, qui reposent principalement sur le moulage et le moulage, limiter le champ d'applications en raison de la complexité géométrique limitée et de la résolution de fabrication relativement faible. Parallèlement aux récents développements rapides de l'impression 3D, diverses tentatives ont également été faites pour utiliser l'impression 3D pour fabriquer des structures d'hydrogel avec des géométries complexes, y compris des réseaux vasculaires, échafaudages poreux, substituts du ménisque et autres. Néanmoins, les hydrogels imprimés en 3D existants n'ont pas une résolution d'impression élevée, une complexité géométrique élevée ainsi qu'une extensibilité élevée, ce qui les rend impropres à de nombreuses applications.

Récemment, des chercheurs du Centre de fabrication et de conception numériques (DManD) de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) et de l'Université hébraïque de Jérusalem (HUJI) ont développé une famille d'hydrogels hautement extensibles et durcissables aux UV pouvant être étirés jusqu'à 1 300 %, et conviennent aux techniques d'impression 3D basées sur le séchage UV. Ceux-ci ont été adoptés pour fabriquer des structures d'hydrogel qui nécessitent une résolution d'impression élevée et une complexité géométrique élevée. Les détails de ce travail ont été publiés dans le numéro d'avril 2018 de Journal de la chimie des matériaux B et il figurait également sur la couverture.

"Nous avons développé l'échantillon d'hydrogel imprimé en 3D le plus extensible au monde, " a déclaré le professeur adjoint Qi (Kevin) Ge du pôle science et mathématiques de SUTD, qui est l'un des co-leaders de ce projet. Il a ajouté :" L'échantillon d'hydrogel imprimé peut être étiré jusqu'à 1300%. En même temps, la compatibilité de ces hydrogels avec la technologie d'impression 3D basée sur le traitement numérique de la lumière nous permet de fabriquer des structures 3D d'hydrogel avec des résolutions allant jusqu'à 7 m et des géométries complexes. »

"Les hydrogels étirables imprimés présentent une excellente biocompatibilité, ce qui nous permet d'imprimer directement en 3D des biostructures et des tissus. La grande clarté optique de ces hydrogels offre la possibilité d'imprimer en 3D des lentilles de contact. Plus important, ces hydrogels imprimables en 3D peuvent former une forte liaison interfaciale avec des élastomères d'impression 3D commerciaux, qui permet d'imprimer directement en 3D des structures hybrides hydrogel-élastomère telles qu'une carte électronique souple avec un circuit hydrogel conducteur imprimé sur une matrice élastomère, " a déclaré le professeur Ge.

"Globalement, nous croyons aux hydrogels hautement extensibles et durcissables aux UV, avec les techniques d'impression 3D basées sur le séchage UV, améliorera considérablement la capacité de fabrication de biostructures et de tissus, lentilles de contact, électronique souple, et bien d'autres applications, " a déclaré le professeur Shlomo Magdassi qui est co-responsable de ce projet à HUJI.