1. 痛點問題

有機硅材料具有柔軟親膚、耐高低溫、耐輻射、無毒無味、以及生物相容性和環境穩定性好等特點,一直以來在汽車、飛機、軍事技術、電子設備等領域發揮重要作用，同時也廣泛應用于生物醫學領域，包括模擬醫學模型、醫用植入物、假肢、嵌入式傳感器、柔性電子器件、柔性機器人等。對于一些特殊應用(例如醫療插入物和假體)，傳統的成型方法(如注射成型、吹塑成型、壓縮成型等)難以滿足個性化的需要。因此，開發有機硅彈性體的三維打印材料和方法勢在必行。然而，由于有機硅彈性體的柔軟性，3D打印得到的模型往往精度較低或難以保持形狀，這使得有機硅彈性體的3D打印極具挑戰性。現有的解決方案是在有機硅中引入其它組分提高其形狀保持能力。但其它非有機硅組分的引入會使得產品難以保持有機硅的特殊理化性質（如柔順性、環境穩定性、生物相容性等）。因此,市面上能夠進行3D打印且有機硅含量高的材料非常少。

2. 解決方案

南京大學項目團隊通過在有機硅高分子骨架中引入動態化學鍵，開發了一系列能夠進行3D打印的有機硅材料,該類材料的楊氏模量0.1-100 MPa,斷裂伸長率20-500%。由于性能跨度較大,利用這些材料不僅能打印柔軟的有機硅彈性體，還能打印出軟硬不同以及剛度可變的各種產品，同時打印出來的產品受損后還具有自修復的能力。

3. 競爭優勢分析

1）現有的有機硅3D打印醫用材料往往含有很非有機硅組分，使得產品不像純硅制品那么柔軟親膚，同時，其環境穩定性和生物相容性也大打折扣。該材料中有機硅組分的含量為80%以上，能較好地維持有機硅的本征屬性；

2）3D打印材料所制備的產品往往一次整體成型，無法通過更換零部件的方式進行修復，只能整體廢棄。利用該材料打印出來的產品受損之后可以快速修復或只需要對損壞部位進行修復即可，可大大降低了這些高消耗行業的維護成本；

3）通常的3D打印機無法打印比自身更大尺寸的物件。利用該類材料可以將傳統磚塊堆砌方法和現代3D打印技術的優勢結合起來，通過打印小物件，然后利用自修復技術能夠將小物件組裝成一體化的大物件。同時打印出來的產品具有各向同性的機械力學性質；

4）該材料具有變剛度性質，可用于醫用外固定支架。與常規低溫熱塑版相比，該材料具有諸多優點，例如成本低，跟石膏繃帶不相上下；熱變形溫度低，制作使用方便，并且可以適應人體任何部位的形狀；強度高，硬度較大且硬化后不變形；對皮膚無毒副作用；質量輕，不怕水，透氣，不影響傷員的日常活動；可方便拆卸和循環利用等。