Un team della Zhejiang University descrive una chimica per resine da stampa 3D in cui i legami dithioacetal si formano con luce (click thiol‑aldeide) e si rompono con calore moderato, permettendo di tornare a oligomeri riutilizzabili e ristampabili. La ricerca è apparsa su Science l’11 aprile 2025.  

La fotopolimerizzazione UV basata su (met)acrilati produce reti termoindurenti difficili da riciclare: i legami C–C del reticolo sono, di fatto, irreversibili in condizioni blande. L’obiettivo della chimica proposta dalla Zhejiang University (ZJU) è ribaltare il paradigma: usare una reazione “click” foto‑attivata per costruire la rete e una via termica dolce per disassemblarla, senza degradare irrimediabilmente i monomeri. Il risultato è una famiglia di resine fotocurabili che possono essere stampate, de‑reticolate, recuperate e ristampate conservando prestazioni meccaniche.  

 Negli ultimi anni si sono moltiplicate le proposte per riutilizzare polveri/metalli o riciclare termoplastici AM; il tassello mancante resta la fotopolimerizzazione: la struttura reticolata è la ragione della stabilità del pezzo, ma anche della sua non riciclabilità. L’idea di ZJU è progettare la chimica di rete con legami dinamici che permettano de‑polimerizzazione controllata, aprendo uno scenario di circolarità a livello molecolare.  

Il lavoro — indicato come Circular 3D printing of high‑performance photopolymers through dissociative network design — mostra che una reazione thiol‑aldeide può procedere come photo‑click (senza calore) generando dithioacetal; la stessa chimica dinamica permette, con calore moderato, di scindere il reticolo verso oligomeri fotoreattivi che possono essere riutilizzati per nuove stampe. Gli autori evidenziano che la piattaforma è modulare: variando lo scheletro polimerico si ottengono elastomeri, polimeri semicristallini o rigidi senza sacrificare la riciclabilità.  

Dettagli tecnici

• Reazione chiave. Click tra tioli e aldeidi attivato dalla luce, con formazione di dithioacetal; la stessa funzionalità è termo‑reversibile, consentendo la trasformazione rete → oligomero. Questo aspetto è il cuore del “dissociative network design”.  

• Piattaforma modulare. La rete è costruita per stepwise photopolymerization; si possono cambiare i backbone per modulare modulo elastico, tenacità e cristallinità, mantenendo la possibilità di chiusura del ciclo (ritorno a specie rifotocurabili).  

• Riciclo a “mattoncini”. Gli autori descrivono il recupero “al livello molecolare/oligomerico”, concettualmente simile a “smontare e rimontare”, con la differenza che qui si riottiene materiale fotoreattivo pronto per un nuovo ciclo di stampa.  

• Dati bibliografici. Pubblicato su Science l’11 aprile 2025; riferimento riportato anche in rassegne tecniche e comunicazione ZJU; indicazione di DOI: 10.1126/science.ads3880.  

Implicazioni e impatto

Chiusura del ciclo nelle resine. Se la riciclabilità molecolare si confermerà su scala, il beneficio tocca costi (riuso della materia prima) e impatto (riduzione rifiuti termoindurenti). Questo approccio è complementare alle attuali vie di riciclo meccanico o chimico dei termoplastici in FFF/FGF e alle iniziative industriali di riuso polveri (metallico/polimero).  

Prestazioni vs sostenibilità. Le reti a legami dinamici spesso sacrificano modulo o stabilità; qui l’architettura dissociativa mira a conservare proprietà meccaniche elevate nella fase d’uso e ad abilitare il reset con condizioni termiche controllate. Resta da misurare in pratica quanti cicli si possano sostenere senza deriva nelle caratteristiche.  

Applicazioni candidabili. Gli autori citano casi come lost‑foam casting e aligner ortodontici, esempi in cui il turnover di stampi o ausili è elevato e il recupero di materiale avrebbe senso economico. In generale, componenti vat photopolymerization di attrezzaggio o uso temporaneo sono un primo terreno di prova.  

Limiti e questioni aperte

• Cinetiche e bilancio energetico. La de‑reticolazione richiede calore; occorre valutare energia per ciclo, tempi e rendimento di recupero in scenari reali (lotti/volumi industriali). 

• Compatibilità piattaforme. Sarà da verificare l’integrazione con sistemi DLP/SLA esistenti: viscosità, reattività alla lunghezza d’onda, shrinkage e finishing vs resine standard.  

• Stabilità ambientale. La presenza di legami dinamici impone prove su aging, umidità, UV e agenti chimici; per parti funzionali la durabilità fuori laboratorio è determinante.  

Confronto/alternative

Le strade “circolari” per la fotopolimerizzazione includono vitrimeri o reti con legami dinamici (es. scambio disolfuro, transesterificazione) che migliorano riparabilità e riciclabilità parziale; la proposta ZJU punta a un recupero molecolare con riuso diretto in stampa, riducendo l’accumulo di frazioni degradate. Sarà interessante confrontare proprietà meccaniche dopo N cicli e compatibilità con i workflow industriali di post‑cura.  

La progettazione del reticolo a partire da legami dithioacetal reversibili mette sul tavolo una ipotesi concreta di resine “a ciclo chiuso”: stampo, uso, reset termico, ristampo. L’idea è solida sul piano chimico e convincente sul piano concettuale; la prova decisiva sarà l’industrializzazione: disponibilità dei precursori, sicurezza in esercizio, latenza di riciclo e ripetibilità delle proprietà su più cicli. Se questi tasselli si incastrano, il segmento vat potrà contribuire in modo tangibile alla circolarità dell’AM