眾所周知，3D打印技術(shù)最重要的一個優(yōu)勢就是能夠制造出不同尋常的幾何形狀。日前，來自浙江大學(xué)的一支研究團(tuán)隊開發(fā)出的一種新型形狀記憶聚合物材料，則有可能為3D打印出來的形狀增加更多的變數(shù)。據(jù)了解，這種形狀記憶塑料能多次“植入”復(fù)雜形狀記憶，遇熱即展現(xiàn)多樣形變。不過目前尚未確認(rèn)這種材料是否可以用于3D打印，而將形狀記憶材料用于3D打印，實(shí)際上就是我們常說的4D打印。

   據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，這一具有重要意義的創(chuàng)新來自浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院謝濤教授課題組，相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)》雜志的子刊《科學(xué)進(jìn)展》上。   形狀記憶塑料是一類能夠暫時固定在臨時形狀，受到外界刺激后回復(fù)到初始形狀的智能材料，在柔性電子、生物醫(yī)學(xué)和航空航天等領(lǐng)域展示了越來越廣的應(yīng)用前景。

   謝濤介紹，研究團(tuán)隊在設(shè)計新型形狀記憶材料的過程中，加入了一種可交換共價鍵，重組分子間的連接關(guān)系?！斑@相當(dāng)于很多分子手拉手跳一支‘集體舞’，當(dāng)處于較高的溫度時，分子之間相互‘換手’，找到了新伙伴、新‘隊形’，產(chǎn)生永久記憶。當(dāng)處于較低溫度環(huán)境下，材料即使被折疊成其他形狀，產(chǎn)生彈性形變，分子之間也不會‘放手’，遇熱還是能恢復(fù)原有形狀?！?/p>

    論文第一作者、浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院副教授趙騫說，正是這種“換手”的特性，讓新型形狀記憶塑料有不斷被植入復(fù)雜形狀記憶的性能，新形狀還能不斷疊加其中。利用這種效應(yīng)，可以制備現(xiàn)有加工方法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀。

    為了展示這種不尋常的材料，研究團(tuán)隊還發(fā)布了一段視頻，在這個視頻里，您可以看到這個新型聚合物通過一種反復(fù)加熱的過程已經(jīng)被預(yù)編程了一系列預(yù)先確定的形狀。然后將其放到60度的熱水里，短短幾秒鐘，這種塑料薄片收縮變形成一只“千紙鶴”。據(jù)研究人員解釋稱，正是這種反復(fù)的加熱過程使得他們能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行不同形狀的“編程”。甚至能夠經(jīng)過一段時間之后再加入一種新的形狀而不會影響對其它形狀的“記憶”。

     研究人員認(rèn)為，這一新型材料具有廣闊實(shí)用價值和應(yīng)用前景，研究人員期待它能早日用于諸如生物醫(yī)療或柔性電子等高附加值應(yīng)用領(lǐng)域。“比如心臟支架，我們希望它在到達(dá)植入‘目的地’以后，可以舒展成為一個復(fù)雜三維形狀?！敝x濤說。

《科學(xué)進(jìn)展》雜志評審專家認(rèn)為，該項(xiàng)研究是形狀記憶聚合物領(lǐng)域的重要突破，為形狀記憶材料的設(shè)計與加工提供了全新指導(dǎo)。

來源：3df信息網(wǎng)

編輯：董強(qiáng)