硬如木头、软如海绵——4D打印智能材料能随温度改变形状
2019-03-26 13:53:56
作者：房琳琳 来源：科技日报
美国罗格斯大学-新不伦瑞克工程师创造了一种柔性轻质材料，经4D打印后的材料用于飞机和无人机的机翼、软机器人和微型植入式生物医疗装置，可更好地实现减震和变形。相关成果发表在最近一期《材料视界》杂志中。
3D打印也被称为增材制造，可通过逐层打印的方式，将预先构建的数字蓝图转变为物体。
基于这项技术的4D打印有一个很大的不同之处，是它使用特殊材料和复杂设计来打印物体，这些物体在环境条件如温度变化下，会随之改变形状。
工程师们创造的这种新“超材料”，经过精心设计，具有自然界中找不到的特性，它们不同寻常甚至违反直觉。以前，超材料的形状和性质一旦制造出来就不可逆转，但此次用热量来调整特性的超材料，能在被击打时保持刚性，或像海绵一样变软以吸收震动。
在室温73华氏度和194华氏度之间的温度区间，刚性调节可以超过100倍，从而可以很好地控制减震。材料可重新成形，以用于各种目的。它们暂时变形，转变为任何形状，然后在加热时，根据需要回复其原始形状。
这种神奇的材料，可以用于提高飞机或无人机机翼性能，以及用于空间发射的坍塌轻质结构，甚至更大结构的太空板的重建。由这种像章鱼一样柔韧的材料制成的软机器人，可以根据环境和当前任务，调整灵活性或刚度。而将其插入或植入人体进行诊断或治疗的微小装置中，可以让介入装置暂时变得柔软和灵活，以进入人体进行微创并减少疼痛。
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