據(jù)悉，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的研究人員3D打印了靈活、可拉伸和具有形狀記憶行為的復(fù)合硅膠材料。這種“4D打印”材料可被用來為頭盔、鞋子和其他產(chǎn)品制作合適的保護(hù)性緩沖裝置。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《Scientific Reports》上，題為“3D打印具有形狀記憶的硅膠”。

這只一種基于硅膠的墨水，里面添加有填充氣體的空心“微氣球”，可以通過溫度變化來對其進(jìn)行“編程”。在一個稍高的溫度下，這種材料可被擠壓成一個不同的形狀，即使在冷卻后也能保持該形狀不變。通過重新加熱，微氣球中的氣體會膨脹，從而讓材料變回最初的、擠壓前的形狀。

這種材料之所以能保持形狀是因?yàn)槠?D打印聚合物微氣球。微球球中的薄聚合物外殼有一個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，這意味著高于這個溫度它是剛性的，低于這個溫度則是柔軟且有韌性的。若想重塑形狀，溫度必須高于這個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。冷卻后，材料會保持重塑后的形狀，直到再次被加熱。

采用3D打印來加工這種材料而不是其他方式的優(yōu)點(diǎn)包括保持結(jié)構(gòu)的輕量，對材料形狀進(jìn)行更多的控制。

令人興奮的是，研究人員說，這種4D打印材料的形狀記憶功能可以集成到任何聚合物基材中，包括像彈性體這樣的可拉伸材料。

研究人員已經(jīng)為這種材料申請了專利，它可被用來制作定制的熱活化緩沖裝置。通過調(diào)整轉(zhuǎn)變溫度，研究人員甚至可以制造出能用溫水來加熱的材料，然后材料會調(diào)整成身體的形狀，充當(dāng)保護(hù)性頭飾、襯墊等。它也可用于包裝和運(yùn)輸應(yīng)用。

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