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4D打印智能材料可随温度改变形状

2019-05-01 12:11  点击数:    admin
美国罗格斯大学 - 新不伦瑞克工程师创造了一种灵活的轻质材料,可在4D打印后用于飞机和无人机。翼,软机器人,微植入生物医学装置等,可以更好地实现减震和变形。相关结果发表在最新一期的《材料视界》中。

3D打印,也称为增材制造,通过逐层打印将预先构建的数字蓝图转换为对象。

基于这项技术的4D打印存在很大差异,该技术使用特殊材料和复杂设计来打印在温度变化等环境条件下改变形状的物体。

由工程师创造的新“超材料”经过精心设计,具有自然界中找不到的属性,并且它们不寻常甚至违反直觉。在过去,超材料的性质和形状一旦制造就不可逆转,但这次使用热量调整其性质的超材料在击中时可保持刚性,或像海绵一样软化以吸收冲击。

在室温73华氏度(约22.8摄氏度)和194华氏度(90摄氏度)之间的温度范围内,刚度可以调整100倍以上,因此减震效果很好受控。可以将材料重新塑造以用于各种目的。它们暂时变形,变形为任何形状,然后在加热时,根据需要恢复原状。

这种神奇的材料可以用来改善飞机或无人机机翼的性能,以及用于太空发射的轻质结构的坍塌,甚至是大型结构的重建。由这种材料制成的软机器人与章鱼一样灵活,可根据环境和当前任务调整灵活性或刚度。将其插入微型装置进行诊断或治疗可使介入装置暂时柔软,进入人体进行微创手术,减轻疼痛。


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