技术特征：
1.一种用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，包括注射泵、工作液池、打印针嘴以及三轴平移装置，所述注射泵通过导管与所述打印针嘴相连，作为液体双向驱动和计量装置，所述打印针嘴安装于所述三轴平移装置上，所述三轴平移装置实现所述打印针嘴的移动和定位，所述工作液池包括原液池和打印液池，所述原液池为双层结构，下层设置有多个储液槽，不同材料的水凝胶预配液分别被存放于不同储液槽中，在所述原液池的上层由含有两亲分子的油相液体覆盖所述储液槽，所述打印液池预先存放含有两亲分子的油相液体；在生成液滴序列时，所述三轴平移装置将所述打印针嘴定位至不同储液槽的水相液体和所述原液池上层的油相液体中，所述注射泵进行预设体积的液体吸取，交替吸取油相液体和不同的水相液体，生成含有不同材料组分的油包水液滴序列，其中，油相中的两亲分子通过扩散分布在水油界面而形成单层的两亲分子膜；在液滴打印过程中，所述三轴平移装置将所述打印针嘴定位至所述打印液池中油相液体中的预定位置，所述注射泵将对应液滴挤出到油相液体中的预定位置，实现液滴的空间排布，其中，一个液滴与至少另外一个相邻的液滴接触，在接触位置形成两亲分子的双分子层，实现液滴连接和液体封装，形成三维图案化的液滴堆叠结构。2.如权利要求1所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，还包括紫外线光固化装置，所述紫外线光固化装置用于通过紫外线光使所述液滴堆叠结构固化交联而形成微凝胶网络。3.如权利要求1或2所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，还包括校准平台，所述工作液池安置在所述校准平台上，所述校准平台用于在液滴打印前调节和校准所述工作液池的水平位置和相对于所述打印针嘴的角度位置，测量原点位置，设定打印坐标系。4.如权利要求1至3任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，所述工作液池还包括存有清洗液的清洗液槽，在吸取不同液体之前，所述三轴平移装置还将打印针嘴末端定位至所述清洗液槽中进行洗涤。5.如权利要求1至4任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，所述打印针嘴的末端形成尖锥状，所述末端的外壁和内壁经疏水化处理。6.如权利要求1至5任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，所述原液池中的至少一个储液槽中预先单独存放不可凝胶化的水相液体，作为支撑液滴的原液，供被吸取以生成含有可凝胶化的水凝胶预配液的结构液滴和含有不可凝胶化的水相液体的支撑液滴，通过含有不可凝胶化液体的液滴作为支撑，可实现中空和悬空结构的制备。7.如权利要求1至6任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，所述打印液池通过凹槽阵列或表面润湿性处理的方式实现对打印的液滴的锚定。8.如权利要求1至7任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，所述工作液池的材料选自玻璃、聚二甲基硅氧烷(pdms)，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的任一种。9.如权利要求1至8任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，其特征在于，所述油相中的两亲分子的材料选自磷脂类分子，优选自磷脂酰胆碱
(phosphatidylcholine)、1,2
‑
二植烷
‑
sn
‑
甘油
‑
3磷酸胆碱(dphpc)、1,2
‑
二油酰磷酸酯
‑
sn
‑
甘油
‑
3磷酸胆碱(dopc)、1,2
‑
二棕榈酰基
‑
sn
‑
甘油
‑
3磷酸胆碱(dppc)，所用的油相溶剂选自十六烷、硅油ar20，及其混合物。10.一种用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的方法，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置，进行三维图案化的多材料水凝胶异质结构的制备。
技术总结
一种用于制备三维图案化的多材料水凝胶异质结构的装置及方法，该装置包括注射泵、工作液池、打印针嘴及三轴平移装置，注射泵作为液体双向驱动和计量装置，打印针嘴安装于三轴平移装置上，实现打印针嘴的移动和定位，工作液池包括原液池和打印液池，原液池中设置有多个储液槽，分别存放不同材料的水凝胶预配液。本发明以水凝胶微球作为构建单元的方式实现多材料图案化水凝胶结构的制备，采用“液滴序列生成
技术研发人员：弥胜利 黄哲鑫 黄玉
受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院
技术研发日：2021.07.07
技术公布日：2021/10/23