近年来，水凝胶尤其是超韧水凝胶在细胞培养、组织工程、软机器人以及离子器件等领域的应用得到极大发展。水凝胶材料在应用方面的迅速发展驱动人们去寻求制作复杂水凝胶结构的先进制造方法。现有的水凝胶三维打印技术对水凝胶预溶液的物理和化学性质以及打印的水凝胶结构存在诸多限制。

西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室建立了软机器实验室。近日，实验室研究人员提出了利用电容器边缘效应来大规模制备液体图案的新方法，通过将电场控制液体图形化与逐层叠加过程相结合，建立了水凝胶三维打印系统。该技术适用于各种物化性质水凝胶，无需额外混入添加组分，克服了现有技术的局限性。实现了水凝胶支架、温度敏感的水凝胶复合材料和高完整性离子水凝胶显示装置等的3D打印。该技术为使用多种材料成分和复杂几何结构的水凝胶快速成型提供了新手段。

上述研究成果在线发表在国际知名杂志《科学》的子刊《科学·进展》（Science Advances，影响因子11.5），论文题目为《利用电容边缘效应实现水凝胶3D打印》（Hydrogel 3D printing with the capacitor edge effect）。西安交大机械结构强度与振动国家重点实验室是唯一通讯单位，硕士研究生王继堃与青年教师卢同庆副教授为论文共同第一作者，王铁军教授为论文通讯作者。

航天航空学院软机器实验室常年面向校内本科生开放研究课题，近年来产出Science Adv.,Adv.Mater.,Nature Commun.,JMPS等一系列高水平研究论文。该论文作者之一孙丹琪为航天学院在校本科生。

文章链接：http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaau8769