大家好今天给大家分享一篇在发表在Angewandte Chemie International Edition上的文章，文章的题目为“A General Strategy for Sustainable 3D Printing Based on A Multifunctional Photoinitiator”。该文章的通讯作者为南京理工大学化学化工学院的王杰平教授。

文章提出了一种多功能光引发剂，可精确控制 450 nm 处的光引发聚合引发和 365 nm 处的材料降解。并且降解后，所得线性聚合物易重新溶解在相应的单体中并重新固化，与原始材料相比，表现出优异的机械性能。此外，这种光引发剂能够成功地3D打印复杂而精确的结构。

首先文章利用两步法合成了γ-CD-ONB。首先，邻硝基苯醚(ONB)与草酰氯反应生成相应的酰氯中间体，随后以n -甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作为溶剂和碱，用γ-CD取代。然后通过γ-CD-ONB与BAP-H之间的磷-迈克尔加成反应制备多功能光引发剂γ-CD-ONB- BAPO。随后，将所得产物用含水H₂O₂氧化，得到所需的淡黄色粉末(方案1)。

方案1。多功能光引发剂的合成。DMF =二甲基甲酰胺，DCM =二氯甲烷，NMP = n -甲基-2-吡咯烷酮，TMG =四甲基胍

然后本文用不同量的γ-CD-ONB-BAPO（1.1%、2.2%和4.4%）的丙烯酸苄酯在450 nm波长的光照射下制备哑铃样条，图1的力学实验表明γ- CD-ONB-BAPO含量的增加导致断裂应力和杨氏模量升高，但断裂伸长率降低。

图1. 含有不同量γ-CD-ONB-BAPO样品的力学性能。A) 1.1 wt%， b) 2.2 wt%， c) 4.4 wt%。

接着将固化的样品在365nm波长的光下照射，结果表明所有配方均出现了降解，随后筛选出的含有γ-CD-ONB-BAPO（2.2 wt%）的配方在THF中进行溶胀（图2）。样品表现出良好的抗溶剂性，仅在THF中浸泡一天时表现出肿胀。这一观察结果表明，在固化的树脂中发展了一个交联网络。同时，在交联过程中，反应性较低的酰基产生一小部分（≤21%）的非结合均聚物，很容易通过THF浸泡消除。随后在365 nm的辐照下进行裂解，有效地将聚合物降解为线性链，可溶于THF，并可用甲醇沉淀。值得注意的是，回收的线性聚合物可以在新鲜的丙烯酸苄酯和新的γ-CD-γ中重新溶解，生成一种新的光敏树脂，能够进行光触发固化（450 nm）和降解（365 nm）循环 。

图2.光引发固化（450 nm）和降解（365 nm）循环。

接着本文又利用丙烯酸苄酯以外的各种单功能丙烯酸酯研究了光响应体系的适用性。这些物质包括丙烯酸乙酯、丙烯酸正己酯、乙二醇单甲醚丙烯酸酯和丙烯酸环己酯。令人满意的是，所有被测试的单体都产生了在固化后能够发生光触发降解的光敏树脂。这种多功能性扩展了这种方法在热固性材料回收方面的潜在应用。最后将基于丙烯酸苄酯的光敏树脂与0.02 wt%伊红Y混合，作为数字光处理（DLP）3D打印溶液，成功的打印出了复杂的木桩和蜂窝状的结构（图2b-2c），这突出了它对复杂的几何形状的适用性。此外，还打印了一个可移动的鱼模型（图2d），该配方加入了5%回收的线性聚（甲基丙烯酸苄酯），显示了该树脂的高精度应用潜力。

图3. a)光聚合和光降解过程。一个打印的木桩结构。c)一种打印的蜂窝状结构。d)一种打印的可移动的鱼类结构。

本文介绍了一种新型的多功能光引发剂，该方法通过光操作可以精确控制在450 nm处固化树脂和在365 nm处降解固化材料。在降解后，得到的线性聚合物可以很容易地在相应的单体中重新溶解并重新固化，显示出比原聚合物更优越的力学性能。这一发现促进了开发3D打印应用的通用、环保、方便的策略的重大进展。