北京
導讀：3D打印材料的回收再利用將是一個大方向。
2026年5月30日，南極熊獲悉，來自日本橫濱國立大學的研究人員開發出一種用于立體光刻的光固化樹脂，可以熔化回收并重復打印十次以上，且材料降解極小。與同類可回收樹脂通常只能循環使用一到三次相比，這項成果有了顯著的提升。
△ 通過雙光子光刻技術制造的蝴蝶模型的光學顯微圖像俯視圖
這項以題為“Initiator-Free RecyclableAnthracene-Based Photocurable Resin Enabling Sustainable 3D Printing viaSingle- and Two-Photon Stereolithography”的論文發表在《ACSOmega》上。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsomega.5c09643
本研究旨在解決立體光刻技術的一個重大局限性：傳統樹脂經紫外光固化后會形成高度交聯的聚合物網絡，這些網絡耐熱耐溶劑。這使得報廢后的回收利用變得困難，因此并不常見。
新型樹脂的工作原理
研究團隊以蒽為主要成分構建了這種材料。蒽是一種分子鍵會隨光和熱的變化而形成和斷裂的化合物。紫外線照射會引發光二聚反應，使樹脂交聯成固體；而加熱則會逆轉這一反應，使其恢復成可打印的液體。
由于新型樹脂通過逐步聚合固化，因此無需像紫外光固化體系那樣添加光引發劑等添加劑來引發固化。成分復雜性的降低以及回收過程中污染源的消除，為樹脂的再利用提供了可能。
△單光子微立體光刻系統示意圖
10次循環周期驗證
測試涵蓋了單光子微立體光刻和雙光子光刻兩種技術，其中雙光子光刻能夠達到亞微米級分辨率。在重復試驗中，研究人員對字母“YNU”進行了十余次的打印、加熱擦除和重新打印循環。
△ 雙光子光刻系統示意圖
在另一項測試中，將打印好的立方體加熱到 150°C 15 分鐘，然后重新打印成圓盤。機械測試表明，在第一個循環和第二個循環之間，彈性模量上升了約 9%，這種變化歸因于累積的熱效應，而不是光化學分解。
△雙光子光刻中可回收樹脂的回收過程。(a) 實驗流程；(b) 首次打印模型（立方體模型），光刻功率 30 mW，掃描速度 7500 μm/s；(c) 熱處理后的回收樹脂；(d) 回收的第二次打印模型（圓盤模型），光刻功率 30 mW，掃描速度 4000 μm/s。
研究表明，最小固化線寬度達到 0.61 微米，比先前文獻報道的同類可回收樹脂至少細一個數量級。
本論文指出，研究團隊的下一步是使新型樹脂材料適用于更大規模的打印平臺，同時提高長期穩定性。
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