在3D打印技術飛速發展的今天，DLP光固化工藝憑借其高精度、高效率的優勢，已成為制造復雜結構與功能器件的重要工具。然而，其廣泛應用仍受限于材料的性能與功能單一性。近年來，材料科學的突破為DLP技術注入了新的活力，從高強度彈性體到智能光學材料，從多材料一體化打印到可溶解支撐結構，一系列創新成果正不斷拓展DLP技術的邊界。本期前沿佳作為大家整理了5篇在DLP光固化材料領域的高分熱點研究，供大家參考學習！

本期主要內容：

Nature（IF=48.5）具有高強度和韌性的3D打印彈性體

Science（IF=45.8）光固化結合暗固化構建具有高度糾纏的凝膠和彈性體，與傳統DLP技術相比，其拉伸能量提高了四到七倍

Nature Materials（IF=38.5）用于波長選擇性多材料3D打印的混合環氧-丙烯酸酯樹脂

JACS（IF=15.6）具有可見光觸發光致變色和室溫磷光特性的3D打印材料

ACS Central Science（IF=10.4）多波長DLP光固化，實現可溶解支撐

#01  3D printable elastomers with exceptional strength and toughness

這篇發表于《Nature》的研究致力于解決光聚合物3D打印在機械性能方面的瓶頸問題，開發了一種具有超高強度與韌性的可打印彈性體材料。

傳統光固化3D打印因需快速凝膠化，限制了分子結構設計，導致打印件力學性能較差。本研究通過設計一種含有動態受阻脲鍵和側鏈羧酸基團的二甲基丙烯酸酯前驅體，在光固化后通過熱后處理觸發動態鍵重組，形成酰胺鍵和脲鍵，構建出具有互穿網絡結構、微相分離和多重氫鍵的彈性體。

該材料展現出力學性能：拉伸強度高達94.6MPa，韌性達310.4MJ m-3，遠超現有3D打印彈性體，并兼具優異的彈性、抗缺口性和抗穿刺性。研究還展示了其在復雜結構（如氣球、氣動抓手）中的打印適用性。

這項研究突破了3D打印材料在強度與韌性之間的傳統權衡，為高性能定制化制造提供了新路徑，推動了3D打印在大規模工業應用中的可行性。

論文鏈接：articles/s41586-024-07588-6

#02  Additive manufacturing of highly entangled polymer networks

這篇發表于《Science》的研究提出了一種名為CLEAR（光曝光后連續固化）的新型3D打印策略，旨在解決光聚合打印中難以形成高纏結聚合物網絡的問題。

傳統DLP打印因需快速凝膠化，導致單體轉化率低、鏈終止頻繁，難以形成有效的鏈纏結。本研究者報告了一種簡單的策略，該策略結合了明暗聚合，使組成聚合物鏈在打印結構內形成時能夠密集纏結。這種可推廣的方法在室溫下達到高單體轉化率，無需額外的刺激，例如打印后的光或熱，并且能夠對高度糾纏的水凝膠和彈性體進行增材制造，與傳統DLP相比，其拉伸能量高出四到七倍。研究者可利用這種方法打印出高分辨率和多材料結構，這些結構具有空間編程粘附濕組織等特征。

CLEAR策略突破了打印速度與材料性能之間的傳統矛盾，為制造高性能定制化聚合物器件開辟了新途徑。

論文鏈接：science.org/doi/10.1126/science.adn6925

#03  Hybrid epoxy–acrylate resins for wavelength-selective multimaterial 3D printing

這篇發表于《Nature Materials》的研究開發了一種用于波長選擇性多材料3D打印的混合環氧-丙烯酸酯樹脂，旨在實現硬質與軟質材料在單一構件中的無縫集成與高精度制造。

傳統多材料打印方法常面臨打印速度慢、可溶組分高、界面結合弱及力學性能不足等挑戰。本研究設計了一種包含動態共價鍵的混合單體（ECA），并引入高選擇性光敏劑（MeOTX），利用雙波長（365 nm UV 和 405 nm 紫光）DLP打印系統，分別選擇性觸發陽離子環氧聚合和自由基丙烯酸酯聚合。

該樹脂體系實現了高速（1.5mm/min）、高分辨率（~200µm）打印，所得構件兼具剛度差異（ΔE≈3000倍）、高強度（~69MPa）、高拉伸性（>250%應變）、優異彈性（≥90%恢復，滯后損失<4%）以及良好的光熱穩定性。研究還展示了其在仿生機械超材料（如內置硬質彈簧的軟質圓柱體、膝關節模型）和可拉伸電子器件（通過調控局部剛度控制應變分布）中的應用。

這項工作為制造具有定制化力學梯度的復雜多材料結構提供了*平臺，極大地推動了機器人、生物醫學設備和可穿戴電子等領域的發展。

論文鏈接：s41563-025-02249-z#Sec4

#04  3D Printable Materials with Visible Light Triggered Photochromism and Room Temperature Phosphorescence

這篇發表于《JACS》的研究開發了三種具有可見光觸發光致變色與室溫磷光（RTP）雙功能的一類三苯乙烯材料，并實現了其在高精度DLP 3D打印中的應用。

傳統光響應材料通常功能單一且依賴紫外光激發。本研究通過分子設計，在三苯并噻吩中引入二苯并噻吩單元以擴展π共軛結構，并利用鹵素取代（F, Cl）和扭曲分子構型，成功實現了吸收光譜紅移和可見光（405 nm）激發。通過主客體策略將分子分散于環氧丙烯酸酯/丙烯酸聚合物基質中，利用其剛性環境抑制三重態激子的非輻射衰減，從而在可見光激發下同時實現了高效的光致變色（無色→紅色）和明亮的黃色RTP。

該材料體系可用于DLP 3D打印，制造出復雜的個性化結構。通過調控摻雜濃度（0.01wt%和1wt%），可在單一構件中編程空間分布的光學功能，實現了在室內光下讀取光致變色信息、在黑暗環境下讀取RTP信息的多通道信息存儲與加密。

這項工作為開發可見光激發的智能光學材料提供了新策略，極大地推動了其在光學信息加密和高分辨率3D打印領域的應用。

論文鏈接：pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00976

#05  Multicolor Digital Light Processing 3D Printing Enables Dissolvable Supports for Freestanding and Non-Assembly Structures

這篇發表于《ACS Central Science》的研究開發了一種多材料DLP 3D打印新技術，通過波長選擇性樹脂實現可溶解支撐結構，用于制造懸垂結構和免組裝活動結構。

傳統DLP打印的支撐結構需手動移除，費時費力且可能損壞工件。本研究設計了一種新型樹脂體系，在單一料槽中利用不同波長光（紫外光和可見光）選擇性反應，形成可溶性熱塑性塑料和不溶性熱固性塑料的新型樹脂。

該技術實現了快速打印（~0.75 mm/min），打印后僅需在室溫乙酸乙酯中浸泡10分鐘即可溶解支撐結構，且工件表面光潔度高。研究展示了多種傳統DLP難以實現的結構，如掛鉤、互鎖鏈甲以及具有不同自由度的活動關節（旋轉關節、球窩關節），并通過CT掃描驗證了其高打印保真度。

這項工作為自動化、高效率的DLP 3D打印提供了創新的材料解決方案，極大地簡化了后處理流程，在機器人、醫療設備等領域具有廣闊應用前景。

論文鏈接：pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.5c00289

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從高強度彈性體到多材料集成，從智能光學響應到可溶解支撐結構，DLP光固化材料的研究正高速推進。這些突破不僅解決了傳統打印中力學性能不足、功能單一、后處理復雜等核心難題，更為軟機器人、生物醫學、可穿戴電子、加密存儲等前沿領域提供了全新的制造平臺。未來，隨著材料體系的不斷豐富與打印策略的持續優化，DLP技術有望在更多工業與科研場景中實現“軟硬通吃、功能可控”的智能化制造愿景，真正成為下一代制造的核心引擎。