2024-04-24
开云科学家首次实现陶瓷4D打印—新闻—科学网
新华社电 近日揭晓于新一期美国《科学进展》杂志上的研究显示，香港都会年夜学吕坚传授研究组初次实现了陶瓷4D打印。这类新技能无望运用在太空摸索、电子产物以及航空策动机打造等范畴。 4D打印，就是于3D打印根蒂根基上增长了时间维度。4D打印间接将设计内置到物料傍边，让质料于设定的时间主动变形为所需要的外形，且可随时间变迁。 与3D打印比拟，4D打印对于质料有更高要求。此前年夜多接纳水凝胶等聚合物作为4D打印 墨水 ，但水凝胶聚合物运用规模有限。陶瓷先驱体质料运用广泛，但较难发生自变形，限定了其于4D打印中的成长。 吕坚研究组的这类打印技能接纳复合弹性体陶瓷质料，完成为了从3D打印到布局可变形的历程，实现了陶瓷折纸布局的打印以及4D陶瓷打印。 他们接纳成本较为低廉的 墨水直写技能 ，用二氧化锆纳米颗粒掺杂的聚二甲基硅氧烷复合质料，构建出3D弹性体布局。这类布局柔软且具备弹性，可拉伸至跨越自己3倍的长度，并可以使用金属丝让其折叠变形，造成胡蝶、悉尼歌剧院、玫瑰、裙子等折纸布局。 研究职员哄骗这类柔性特质设计出一种主动拉伸装配，让3D弹性体布局的基底拉伸孕育发生预应力，于其上面打印出主布局。当预应力开释后，主布局就会发生变形，从而造成4D打印所需的弹性体布局，热处置惩罚后可转化为4D陶瓷。 吕坚说，这类4D打印技能可广泛运用在个性化定制，上风于在接纳相对于简朴的图纸设计，就可衍生出一系列外形相似且持续可变的布局，而传统的3D打印只能一个图纸对于应一个布局。 此外，4D陶瓷热处置惩罚只需1000摄氏度便可完成，而传统陶瓷粉末烧结则需要1600摄氏度，是以4D打印工艺成真相对于低廉。 研究职����APP员以为，如将新技能运用在太空摸索范畴，无望将3D打印先驱体折叠起来以节约空间，进入太空后再睁开得到需要的布局。（周舟） 《中国科学报》 (2018-08-20 第1版 要闻)/开云
