4D打印的神奇特性——智能材料能隨溫度改變性質(zhì)形狀

美國羅格斯大學(xué) - 新不倫瑞克工程師創(chuàng)造了一種靈活，輕質(zhì)的材料，可用于飛機(jī)和無人機(jī)機(jī)翼的虛擬機(jī)器人?微型植入式生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等4D印刷材料。更好的振動(dòng)和變形。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最新一期的《材料視界》中。

3D打印，也稱為增材制造，通過逐層打印將預(yù)先構(gòu)建的數(shù)字藍(lán)圖轉(zhuǎn)換為對象?；谠摷夹g(shù)的4D打印存在很大差異，該技術(shù)使用特殊材料和復(fù)雜設(shè)計(jì)來打印在溫度變化等環(huán)境條件下改變形狀的物體。

由工程師創(chuàng)造的新“超級材料”經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，具有自然界中沒有的特性，并且它們不尋常甚至違反直覺。在過去，超材料的性質(zhì)和形狀一旦制造就不可逆轉(zhuǎn)，但這次使用熱量調(diào)整其性質(zhì)的超材料在擊中時(shí)可保持剛性，或像海綿一樣軟化以吸收沖擊。

在室溫73華氏度（約22.8℃）和194華氏度（90℃）之間，剛度可以調(diào)節(jié)超過100倍，從而可以很好地控制減震?？梢詫⒉牧现匦滤茉煲杂糜诟鞣N目的。它們暫時(shí)變形，變形為任何形狀，然后在加熱時(shí)，根據(jù)需要恢復(fù)原狀。

這種神奇的材料可用于改善飛機(jī)或無人機(jī)機(jī)翼的性能，以及用于空間發(fā)射的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的坍塌，甚至是大型結(jié)構(gòu)的重建。由這種材料制成的軟機(jī)器人與章魚一樣靈活，可根據(jù)環(huán)境和當(dāng)前任務(wù)調(diào)整靈活性或剛度。將其插入微型裝置進(jìn)行診斷或治療可使介入裝置暫時(shí)柔軟，進(jìn)入人體進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)，減輕疼痛。