一种具有机械强度以及可变形新型打印材料
近年来，3D打印为大规模生产电子元件以及各种其他物体的大规模生产开辟了有趣的新的可能性。为此，世界范围内的研究团队一直在尝试制造出能够轻易改变形状的材料和结构，因为这些具有机械强度和可变形新型打印材料可能对3D或4D打印应用特别有用。
尽管迄今为止开发的许多可编程和可变形的材料被证明在3D打印中很有前途，但它们通常在机械性能上并不稳定。这使得它们不适合用于打印耐重或抗拉力大的物体。
为了克服这一局限性，美国佐治亚理工学院、北京大学和北京理工大学的研究人员最近提出了一种新型变形材料系统，该系统产生的材料也具有机械强度。这种新材料是通过挥发未完全反应的挥发性成分产生的。
“在我们之前的工作中，我们使用灰度数字光处理（gDLP）打印来创建变形结构，并使用喷墨打印来实现直接的4D打印，”进行这项研究的研究人员之一Jerry Qi说。”然而，我们发现具有快速、按需变形和机械坚固的材料4D打印仍然是一个重大挑战。”
齐和他的同事们从他们以前的研究成果中得到启发，设计了一种挥发诱导的形状变形机制，并利用它来创造一种新的用于gDLP印刷的材料系统，其中包含一种反应性和挥发成分。在用于印刷给定物体后，该材料可以通过在高温下残留单体的直接挥发而迅速改变其形状。
为了创造出研究中提出的新材料，研究人员在一种常用于3D打印应用的油墨中加入了一种高反应性和挥发性材料。然后利用紫外光固化油墨。有意思的是，有趣的是，由此产生的固体结构可以转化成各种新的构型，只需加热即可。
该研究开发出了一种通用的方法，可以以较低的成本获得快速改变形状的结构，并具有强大的机械性能，这将4D打印在实际应用中又向前推进了一步。
Qi和他的同事们介绍的材料与过去推出的其他3D打印的变形材料相比，具有众多优势。最值得注意的是，它能够创造出可以按需、快速、高精度地改变形状的系统。
此外，使用这种新材料打印的物体或技术部件具有机械强度，这意味着它们不容易被重物或其他外力损坏。在未来，Qi和他的同事们设计的材料和打印技术可以实现众多不同物品的3D和4D打印，包括艺术物品、智能设备、可部署的电子产品和智能光学器件等。
该研究小组未来计划包括制造出更大尺寸的形状变化结构，并将形状变化与柔性电子和光学等多种其他功能集成在一起，制造出包括可调频天线、自折叠RFID等智能设备。
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