据《3D打印商情》了解，在最近发表的论文《具有电容边缘效应的水凝胶3D打印》中，作者王继坤、卢同庆、孟阳、孙丹奇、夏玉坤、王铁军进一步探讨了水凝胶制造技术的应用，并提出了克服当前困难的新办法。

水凝胶往往是生物3D打印的核心，虽然这些结构也用于许多其他应用，如制造尿布、隐形眼镜和药物输送，但医学领域更受益于它们在组织工程中的持续使用。水凝胶分为许多不同的类别，如功能性、响应性、双网络、坚韧，以及软传感器、执行器和离子设备中包含的那些。

作者在论文中非常清楚地说明了这个问题：随着水凝胶技术的进步，用于创造它们的技术也应该更先进。在这项研究中，他们详细介绍了一种利用电容器边缘效应(PLEEC)对液体进行图案化的新方法，提供了一种他们希望应用于创建全面水凝胶3D打印系统的方法。他们详细介绍了以下几个方面的快速原型制作技术：

1、水凝胶支架；

2、温敏水凝胶复合材料；

3、离子高完整性水凝胶显示装置。

PLEEC的原理：非对称电容器由介电层隔开。

在使用电容边缘效应（PLEEC）时，可以产生具有许多不同性质的水凝胶，并且还可以通过各种机制和材料进行交联。

“电容器的不对称设计使得构建真实的3D物体成为可能，而不仅仅是在两个电极内部的2D图案。”研究人员表示，“我们建立了基于新方法的3D打印系统，并打印展示了一系列水凝胶结构，包括水凝胶支架，水凝胶复合材料和水凝胶离子器件。”

基本上，电容器存储电荷。在此，作者研究并比较了对称和非对称电容器——最终目标是在开放空间中产生“捕获和控制液体”的不对称形式。他们的水凝胶3D打印系统由七部分组成：

1.机械模块；

2.PLEEC面板；

3.加液单元；

4.固化平台；

5.固化装置；

6.电源；

7.控制模块。

研究人员使用Arduino Mega 2560 R3来控制系统，由Leadshine DM542控制的三个42步进电机驱动三个滑轨。它们还使用高压电源（Trek 610E），以1千赫的3000 V电压供电。

聚合可以通过热固化、紫外光固化或离子交换固化来实现，并且水凝胶易于图案化成不同的复合材料。研究人员表示，这种固化方法可以实现“出色的完整性和粘合性”。

采用PLEEC的水凝胶3D打印系统。

“如果使用具有较高介电常数的介电层，或者将设备浸入具有较高电击穿强度的环境中，我们的打印技术的精度可以进一步提高。”研究人员总结道，“如果使用更先进的技术制造更薄的层，激活电压也可以显著降低。如果像素尺寸进一步缩小到微米级或更小，这种打印技术有很大的潜力来打印非常复杂和精确的水凝胶结构，如人造组织、软超材料、软电子和软机器人。

3D打印水凝胶在许多研究实验室中很受欢迎，这使生物3D打印技术继续刷新高度。目前，水凝胶可用于广泛的应用。

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