激光制造網消息:當人們還在討論3D打印的時候,分別來自匹茲堡大學的斯旺森工程學院、哈佛大學工程與應用科學學院、伊利諾伊大學的研究人員正在把3D打印推進一步,或者說增加一個維度----時間。
由于得到美國陸軍研究辦公室高達85.5萬美元的資助,研究小組希望開發(fā)出4D的材料,其應用效果可以隨時間變化而變化。想象一下,一種汽車涂料,會改變其結構,以適應于潮濕環(huán)境或鹽層覆蓋的道路,更好地保護汽車免受腐蝕。再想象一下,士兵的制服可以改變其偽裝或更有效地防止毒氣或彈片接觸。
這三位科學家將整合他們的專業(yè)知識以操作微納層面材料的產生,通過3D打印技術,材料可在宏觀層面隨著時間的推移改變其結構。三維印刷也被稱為增材制造,是根據數(shù)字模型,通過連續(xù)沉積材料層,以創(chuàng)建一個三維物體的過程。
由于該研究在一個刺激敏感水凝膠里使用了嵌入式的反應填料,研究員Ralph G. Nuzzo認為這開為下一代智能傳感器、涂料、紡織、結構元件的產生開辟了新的領域。通過適應性強、靈活柔性、輕質堅韌的感應材料,創(chuàng)建一個通過光感應而改變其顏色,溫度感應而改變其透氣性,外力擠壓作用而強化其結構的物體已經成為可能。它的出現(xiàn),具備多種復雜的功能,使4D打印的游戲規(guī)則得以改變。
該團隊的首席研究員Anna C. Balazs稱:“我們要的不是構建一個靜態(tài)的材料,或簡單地改變它的形狀,而是我們要求它們具有適應性、仿生功能,根據外界刺激重新調整自身的形狀、性質或性能。通過整合精確打印、三維技術、層次結構材料,以及綜合感應元件和時序行為預測系統(tǒng),我們期望建立起4D打印的新基礎。”
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