3D打印高强度水凝胶实验的创新实验教学设计

摘要

目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料，对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性，在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果，在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶)，引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能，并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来，从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计，强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解，并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识，培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。

关键词

3D打印 / 水凝胶 / 有机凝胶 / 溶剂置换 / 诺贝尔奖成果

基金资助

安徽省质量工程项目(2021kcszsfkc469); 2023年度中国科学技术大学校级本科质量工程项目(2023xkcszkc01); 教育部首批虚拟教研室(大学化学实验课程群虚拟教研室)建设项目