导读：随着3D打印技术在工业制造、生物医疗、航空航天等领域的快速发展，光固化3D打印已成为一种主流制造技术。然而，随着应用的增多，3D打印带来的废弃物问题逐渐显现，尤其是传统的光固化树脂材料难以回收、再利用，成为了限制其大规模应用的瓶颈。

在这一背景下，浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛教授和郑宁研究员领导的团队，近期提出了一种创新性的解决方案——一种具备可循环使用特性的光固化树脂材料。相关研究成果于4月11日以“Circular 3D printing of high-performance photopolymers through dissociative network design”发表于Science期刊上。

传统的光固化3D打印材料通常依赖丙烯酸酯类单体通过自由基连锁聚合形成的高分子网络，且其主链由碳—碳单键组成，稳定性强，难以解聚回收，最终成为废弃物难以再利用。面对这一挑战，谢涛教授和郑宁研究员团队发现，硫醇与芳香醛的缩合反应能够在光的照射下快速生成具有热可逆性的二硫代缩醛键。

图：硫醇和芳香醛的可逆光“点击”和热“解离”反应

就像乐高积木一样，材料在光固化后能够通过这些“卡扣”键连接成复杂的三维结构，而在加热条件下，二硫代缩醛键能够被“解开”，恢复为原始的低聚物或单体，从而实现分子级别的无损回收。

图：3D打印网络的聚合和解聚

谢涛教授表示：“通过分子设计调控聚合物主链的结构，我们成功制备出弹性体、结晶性聚合物以及刚性聚合物等多种不同的3D打印材料。”这些材料能够根据需要在消失模铸造、金属引擎、牙齿矫正模具等领域广泛应用，并且可以多次循环使用，进一步减少环境污染和资源浪费。

图：刚性聚合物、结晶性聚合物和弹性体网络

这一研究创新性地提出了基于醛基/巯基反应的逐步聚合3D打印体系，利用动态可逆网络构建了高分子网络的“乐高”结构。该体系不仅为3D打印材料的闭环回收提供了技术基础，还为制造多样化、高性能的3D打印产品提供了全新的方法。

图：3D打印聚合物的解聚和循环打印

通过这一技术突破，团队不仅解决了传统光固化3D打印材料力学性能与闭环回收之间的矛盾，还将其应用于实际生产中，展示了良好的经济效益和环境效益。与传统的回收方法相比，所开发的光固化树脂材料不仅具备3-4倍的机械性能，还能够进行高效、无损的回收和再利用。

未来展望：绿色工厂的崛起

浙江大学研究团队的这一创新成果为3D打印技术带来了革命性的进展。通过光响应动态化学键的设计，团队成功突破了传统3D打印材料的回收难题。未来的3D打印生产线不仅能够制造高精度、高性能的产品，还将成为没有废弃物、成本低廉、环保友好的“绿色工厂”。