在2025年新春之际，科学界传来了一则关于3D打印技术的创新突破。1月29日，正值春节假期后不久，美国康奈尔大学的研究团队在《Nature》正刊上发表了一篇题为“通过单一单体的正交聚合制备可降解热固性塑料”的研究论文，该研究聚焦于一种新型可降解热固性材料的研发及其在3D打印领域的应用潜力。
在3D打印材料中，热塑性和热固性塑料是两大主要类别。热塑性塑料，如聚乳酸（PLA）、聚氨酯（TPU）等，因其可重复加热塑形而广受欢迎。相比之下，热固性塑料则在固化后形成稳定的三维网络结构，赋予其出色的热稳定性和机械性能，但这也意味着它们难以再次加工。常用的3D打印热固性材料，如环氧树脂、丙烯酸树脂等，多用于光固化打印技术。
研究团队通过开环易位聚合（ROMP）和阳离子聚合两步反应，使DHF单体发生交联，形成热固性材料。在反应过程中，他们巧妙地利用光聚合技术，通过控制光照时间、强度和催化剂浓度，实现了对交联密度和材料性质的精确调控。这种时空控制能力，使得所开发的热固性材料具有多样的物理性质，包括软硬度、弹性、热可回收性、酸可降解性等。
这种新型热固性材料在性能上已与商用热固性材料相媲美，如高密度聚氨酯和乙丙橡胶等。更重要的是，它还具有循环经济性，能够化学回收并重新制成结构单体，实现资源的再利用。当材料不可避免地泄漏到环境中时，它们也会随着时间的推移降解为无害成分。
研究团队还展示了这种材料在3D打印领域的应用潜力。通过光聚合技术，他们成功打印出了具有复杂形状和精确控制的新型热固性材料部件。这些部件不仅性能优异，而且具有可降解性和可回收性，为生物医学、航空航天、汽车制造等领域提供了新的材料选择。
康奈尔大学的这项研究成果，不仅为热固性材料的合成提供了新的方法，也为3D打印技术的发展开辟了新的道路。通过结合正交聚合机制和光聚合技术，科学家们能够开发出具有更复杂形状、更精确控制和更环保特性的新型3D打印材料。这些材料的出现，将为推动可持续发展和提高资源利用效率做出重要贡献。
与此同时，全球范围内对于可循环使用热固性塑料的研究也在如火如荼地进行中。例如，英国伯明翰大学和美国高分子创新研究所的联合团队，就在去年发表了一项相关研究，开发了一种完全可再生的光聚合物树脂平台，实现了3D打印材料的循环使用和高效回收。这些研究共同推动了材料科学的进步，为解决环境问题提供了新思路。
