可硬如木头、软如海绵——4D打印智能材料能随温度改变形状

2019-03-26 来源:中国科技网 发布:狗万跑路_狗万是什么公司_狗万全额投注

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  3月25日,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。

 

  3D打印也称为增材制造,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——其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,具有非自然特性,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,但此能用热量调整特性的超材料,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,可用于提高飞机或无人机机翼性能,以及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操作并减少疼痛。