Carbomer胶体是由适量的Carbomer 940 (Macklin)粉末与去离子水进行混合,然后利用行星离心式搅拌器(Thinky, ARE-310)在2000转/分钟的速度下进行5分钟搅拌。在研究p H值对Carbomer流变特性的影响中,不同的体积的(10μL, 20μL,40μL, 50μL, 60μL和 80μL) 10mol/L的Na OH添加到10m L的0.5% (w/v) Carbomer溶液中,对应实现不同的p H值(4.5,5,7,8,9.5和12)。
在研究Carbomer含量对流变性能的影响中,将40μL, 70μL, 140μL, 210μL和 300μL10mol/L Na OH添加到10m L的含有0.5%, 1.0%, 2.0%,3.0%和5.0% (w/v)的Carbomer溶液中,分别合成对应Carbomer胶体。在测试打印性能试验中,根据之前的步骤制作Carbomer胶体并装入注射器中。在3D打印机组装注射器之前,再次对注射器中的墨水进行离心脱气,以确保不会出现气泡影响后续打印性能。具体来说,图(a-d)所示的是一种由0.5%的Carbomer和99.5%的水组成的Carbomer胶体打印的结构。如图(e,f)所示的是由2.0%卡波姆和98%水组成的Carbomer胶体打印的结构。
丙烯酰胺(AAm)水凝胶墨水的制备。将一定量的AAm(Sigma-Aldrich A8887)单体溶于去离子水中,形成2mol/L的溶液。每10m L的单体溶液加入200μL0.1mol/L的ketoglutaric acid (Sigma-Aldrich 75890)作为光引发剂,加入40μL0.1 mol/L N,N-methylenebisacrylamide(MBAA, Sigma-Aldrich M7279)作为交联剂,至此形成了AAm水凝胶的前驱液。然后将Carbomer(0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、5.0% w/v)加入到水凝胶前驱体中。混合后,根据要求调节溶液的pH值。然后将制备好的墨水用于3D打印,打印完成的结构置于紫外线灯下(波长365 nm;UVPCL-1000)40分钟,使其聚合。