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高分子化学:付加製造向けの再生可能資源由来の循環型感光性樹脂
Nature 629, 8014 doi: 10.1038/s41586-024-07399-9
液槽光重合による感光性樹脂の付加製造により、特注の3D印刷部品の高速製造が可能になる。方法論の進歩によって解像度と製造速度が絶え間なく向上しているが、プロセス設計と樹脂技術はいずれも、1980年代の開始時からほぼ変化していない。液体樹脂配合物は、(メタ)アクリレート類やエポキシド類を含む反応性のモノマーやオリゴマーからなり、光開始剤の存在下で光刺激にさらされると高速で光重合して架橋ポリマーネットワークを形成する。こうした樹脂成分は大抵、石油原料から得られるものの、最近は、再生可能バイオマスの誘導体化や、加水分解で分解可能な結合の導入を通して進歩が見られている。しかし、結果として得られる材料は、まだ従来の架橋ゴムや熱硬化性樹脂に似ているため、印刷された部品のリサイクル可能性が制限されている。現時点では、循環型のクローズドループ経路で解重合して直接再利用できる感光性樹脂は存在しない。今回我々は、全てが再生可能リポ酸エステル類から誘導された感光性樹脂プラットフォームについて報告する。この樹脂は、3D印刷して高解像度部品を形成でき、効率的に分解させた後、循環方式で再印刷できる。3D印刷した感光性ポリマーを、内部の動的共有結合を用いてリサイクルし再印刷する方法のこれまでの非効率性は、従来の(メタ)アクリレート類をリポ酸エステル類の動的環状ジスルフィド種に交換することによって解決された。このリポ酸エステル樹脂プラットフォームはモジュール性が高く、そのため組成とネットワーク構造を調整して、いくつかの市販のアクリル樹脂に匹敵するさまざまな熱的特性と機械的特性を持つ印刷材料を得ることができる。

