用智能記憶材料3D打印更復(fù)雜的自組裝4D結(jié)構(gòu)

寂靜天花板

近日，來自佐治亞理工學(xué)院（ Georgia Institute of Technology）和新加坡技術(shù)和設(shè)計大學(xué)（SUTD）的科學(xué)家們將這一處于起步階段的技術(shù)研究向前推進(jìn)了一大步，他們開發(fā)出了一種新的4D技術(shù)，該技術(shù)只需一種刺激即可實現(xiàn)創(chuàng)建復(fù)雜的自我折疊結(jié)構(gòu),。而且這種具有4D能力的部件可以由幾種具有形狀記憶能力的智能材料組成，每種材料對熱的反應(yīng)都稍有不同。當(dāng)這種4D部件暴露于單一來源的熱輻射之下時,，會發(fā)生精確和具有先后時間順序的移動，并生成三維結(jié)構(gòu),，與此同時各個部分之間并不會產(chǎn)生碰撞或沖突,。   4D打印（4D printing）這個概念,，最早是由麻省理工學(xué)院（MIT）Skylar Tibbits在2013年的一次TED大會的演講中提出來的。指的是一種可以通過預(yù)先設(shè)定的程序或步驟進(jìn)行自我組裝,，形成3D結(jié)構(gòu)的材料,。迄今為止，我們已經(jīng)看到了一些具有簡單自我改變能力的4D對象,。
* f7 O5 b2 q7 S9 Y5 S+ N以前的研究努力主要集中在將多個加熱器分別放在特定區(qū)域,，然后控制各個加熱器的接通和斷開時間，從而使對象按順序產(chǎn)生形變,。這種早期方法基本上自始至終都需要控制對整個對象熱量的施加,，十分復(fù)雜。我們對這種方法進(jìn)行了改進(jìn),，使它在更容易實現(xiàn)的具有均勻溫度的空間里發(fā)生,，然后利用不同材料的能力，通過分子設(shè)計內(nèi)部控制其形狀改變速度,�,！弊糁蝸喞砉�學(xué)院的Jerry Qi教授稱。
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2 b/ \* e2 n. g% Q$ B( F) z0 H視頻中的這個測試對象是研究團(tuán)隊用智能形狀記憶聚合物（SMPs）打印而成的,，這種SMP材料經(jīng)過了分子層面的編程,，一開始是一種形狀，但是一旦被施加一個單一的熱源,，即可自動變形為第二種特定的形狀,。在這個實驗中，研究團(tuán)隊將多個材料一起3D打印,，創(chuàng)造出一種復(fù)雜自組裝的可控序列,。而且研究人員巧妙利用了不同SMP材料對于溫水的反應(yīng)差別，使得各個部分的動作按順序進(jìn)行,，不至于互相碰撞,。
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" j$ T9 R; a2 d8 b, O1 s. n佐治亞理工學(xué)院的博士后Yiqi Mao托著的就是用形狀記憶聚合物3D打印的可自組裝4D結(jié)構(gòu)
除了這個自組裝的盒子之外，研究人員還創(chuàng)建了一個有趣的裝置,，它一開始是一個扁平的帶子,，在變形之后一端卷了起來，然后將自己穿入了一個鎖孔,。據(jù)了解,，該4D技術(shù)可以同時將多達(dá)10個不同的材料融入3D結(jié)構(gòu)。研究小組目前正在結(jié)合SMP材料進(jìn)行實驗,，希望能夠制造出類似于軟機(jī)器人能夠在三維空間連續(xù)自主移動的4D對象,。

該研究團(tuán)隊成員包括論文的共同作者：Martin L. Dunn, H. Jerry Qi, Yiqi Mao以及另外來自佐治亞理工研究人員Kai Yu、Michael Isakov和Jiangtao Wu,。這個項目的研究資金來自美國空軍辦公室,、美國國家科學(xué)基金會和新加坡國立研究基金會（通過SUTD）,。
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5 q, q! F. k+ U研究人員們認(rèn)為，這項技術(shù)可以用于制造開發(fā)那些初始狀態(tài)像板材一樣便于運(yùn)輸和儲藏,，但是在使用時又轉(zhuǎn)化為另一種功能狀態(tài)的產(chǎn)品,。甚至可以用于一些復(fù)雜的多用途無人機(jī)，這種無人機(jī)可以根據(jù)需要變形為陸上或海上的裝置

陳云奇哥

這只有在美國大片中看過

fisk

將來機(jī)加工行業(yè)會不會被3D打印取代？
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zms9439

期待,，更新的技術(shù)進(jìn)步