澳洲科学家4D打印根据水温变化致动的智能阀
标题可能有点误导,但澳大利亚卧龙岗大学(University of Wollongong)的科学家说,他们确实正在创造他们所谓的4D打印。在这里第四个维度是时间和形状变幻。研究人员已开始开发一种能够根据外部刺激,比如水和热量,转变成新的结构的可3D打印材料。
ARC电子材料科学卓越中心(ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science,ACES)的研究团队说,这些新材料能够将自己从一种形状变化为另一个。他们认为这一特性可以用在医疗软机器人身上。
将3D打印技术与这种材料结合起来可以制造一种阀,该阀可以根据它周边的水的温度变化做出反应甚至产生一定的动作。
“这件事情最酷的地方在于,这是一个可用的功能装置,你只要启动3D打印机就能做出来。”ACES的教授Marc in het Panhuis说。“不需要其它的装配。”
这个所谓的阀,是一个3D打印的结构,包括致动器,并且它们只能被水激活。
科学家们通过4D打印凝胶制造出了这个既具有机械坚固性、又具有热致动性的“智能阀”,其中的凝胶是用藻酸盐和聚N-异丙基丙烯组成的热塑性互穿聚合网络制成的。除此之外,据天工社了解,这些“4D”结构还使用了一些静电材料。
“这是一个自调节阀。”Panhuis说。“只对水产生反应,当检测热水的时候它关闭自身。”
作为ACES首席研究员,Panhuis说,他的研究团队首次同时使用四种不同的材料打印这个4D设备:该技术使用了由坚韧的水凝胶(可以通过一个步骤增强其纤维)、和由藻酸盐——丙烯酰胺的凝胶前体溶液和一种环氧基可紫外线固化型粘合剂Emax 904 Gel-SC组成的复合材料。
该研究团队发表的论文题目是:《使用具有机械坚固、热致动性的水凝胶进行4D打印(4D Printing with Mechanically Robust, Thermally Actuating Hydrogels)》,论文作者是Shannon Bakarich、Robert Gorkin III博士、Panhuis和Geoff Spinks教授。
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