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LLNL科学家开发出多种可变形的4D打印结构

本文摘要:日前,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的一个研究团队展出了一种类似的3D打印机技术,用于这种技术3D打印机出来的结构需要变形,当曝露于热环境或者受到电流性刺激的时候,这种3D打印机结构需要拉链或者进行以转变形状,也就是我们经常说道的4D打印机。据理解,这种带上微型结构的对象是用该实验室自行研发的一种需要号召环境的导电性聚合物生产的。

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日前,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的一个研究团队展出了一种类似的3D打印机技术,用于这种技术3D打印机出来的结构需要变形,当曝露于热环境或者受到电流性刺激的时候,这种3D打印机结构需要拉链或者进行以转变形状,也就是我们经常说道的4D打印机。据理解,这种带上微型结构的对象是用该实验室自行研发的一种需要号召环境的导电性聚合物生产的。  在《ScientificReports》杂志最近公开发表的一篇文章中,LLNL的研究人员透漏了他们想用于形状记忆聚合物或者基于生物的智能材料打造出立方体、螺旋和球形的计划。

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据报,这些材料在通过电阻加热或者曝露在必要的温度之下时会经常出现形状的变化。  实验室研究员JenniferRodriguez在一个3D打印机的盒子,这个盒子被编程为加热时会拉链和进行。

  这种在3D打印机中用于脆弱材料的方法,一般来说被称作4D打印机,并不是最近才经常出现的,之前也曾多次报导过。关键在于,LLNL的研究人员这次是首次将3D打印机技术以及之后的拉链过程(通过折纸的方法)与需要导电的智能材料融合一起,以打造出简单的结构。  在论文中,研究人员叙述了用一种用大豆油再加共聚物和纳米碳纤维做成的墨水创立出有基本形状,然后在设计温度下(由其化学成分要求)将它们编程为一种临时形状。

然后通过环境热能或者是电流冷却诱导出有材料的变形效果,它需要从从部件的临时形状完全恢复到原本的形状。  通过一种必要墨水载入的3D打印机工艺,LLNL的科学家们生产出有了几种类型的结构,还包括一种曝露在热环境中需要变小的支架。  这就像做到蛋糕。

该论文的主要作者JenniferRodriguez说道,她是LLNL材料工程部的一位博士后。当你把它拿揭晓之前所有的都早已原作好了,我们在这种聚合物最初凝胶化之后就通过拉链或者扭搓原作好了该部件的永久结构。  最后,Rodriguez说道,研究人员可以用于这种材料创立出有非常复杂的零件。

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  如果我们用这些配方具备有所不同转变温度的多种版本3D打印机出有一个部件,然后渐渐增高温度,它们就不会以分段的方式展开拓展,并且进行成简单得多的东西。她说道。  通过必要墨水载入3D打印机工艺,研究团队生产出有了几种类型的结构比如一个倾斜的导电装置,当遇上电流或者冷时就不会变直;一个叠起来的支架,变硬后不会进行;还有一个盒子,在变硬后不会关上或重开。

  科学家们说道,这一技术可以用作医疗、航空航天(比如阵列式的太阳能电池或者能进行的天线),以及柔性电路和机械设备等领域。据报,这项研究源自LLNL内部的一个研发高性能3D打印机碳纤维复合材料的实验室指导研究与研发项目。


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