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4D打印使物体在加热时自行组装

点击量:   时间:2017-07-16 01:03:09

丁等人科学进阶2017; 3:e1602890作者:Alice Klein新的4D打印技术可在几分钟内创建复杂的结构,可用于制造温度激活的心脏支架,药物胶囊和扁平家具 4D打印可创建3D对象,以响应热,湿气或光线等刺激,随时间改变其形状它对于制作能够适应其环境的结构非常有用,但通常是一个费力的过程在4D印刷中使用的最常见材料,形状记忆聚合物,通常需要至少五个步骤才能使它们成为适应性物体水凝胶使用起来更简单,但太软而不能成为刚性结构新加坡科技与设计大学的Zhen Ding和他的同事现在开发了一种用商业3D打印机和热源快速打印刚性4D物体的方法他们制作了各种各样的物品,包括一朵收起花瓣的精致花朵,一个变成圆顶的扁平星形,以及收缩和伸长的格子结构由平面3D打印的条带制成,然后加热使其弯曲这些条带可以在不到一分钟的时间内完成印刷,由硬质形状记忆聚合物层和橡胶弹性体 - 一种具有弹性的聚合物 - 制成当加热到45℃时,形状记忆聚合物组分松弛并使弹性体弯曲随着条带冷却,形状记忆聚合物再次变硬并将物体锁定在其新的弯曲构型中澳大利亚卧龙岗大学的Geoff Spinks表示,该技术的一个限制是在一个加热周期后将结构永久固定到位 “这排除了需要可逆形状变化的应用,例如用于机器人和假肢的人造肌肉,”他说但Spinks表示,该方法可用于制造不需要这种形状变换的复杂结构例如,紧凑的心脏支架 - 用于放置在血管中以使其保持打开的管 - 可以响应于体温在动脉中打开通过微调温度转变点,药物胶囊也可以设计成当体温随着感染而升高时弯曲和打开平板式家具在加热时可以自行组装 Spinks说,此外,这项技术很容易被其他人使用 “没有涉及新的化学品,材料或设备,因此任何人都可以立即开始使用”期刊参考:Science Advances,DOI:10.1126 / sciadv.1602890关于这些主题的更多信息: