4D打印智能材料能随温度改变性质形状

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美国新不伦瑞克的罗格斯大学的工程师们已经创造出一种柔韧而轻质的材料，这种材料可用于飞机和无人驾驶飞行器的机翼、柔性机器人、微型植入式生物医学装置等。并且可以实现更好的减震和变形。相关成果发表在最新一期的《物质视觉》杂志上。

3d打印，也称为添加制造，可以通过逐层打印将预先构建的数字蓝图转换成对象。

基于这种技术的4d打印有很大的不同。它使用特殊的材料和复杂的设计来印刷物体，这将在环境条件下改变它们的形状，例如温度变化。

这种由工程师创造的新型超材料经过精心设计，具有自然界中无法找到的特性。它们不同寻常，甚至违反直觉。在过去，超材料的性质和形状一旦制造出来就不可逆转。然而，这种利用热量来调整其属性的超材料，在受到撞击时可以保持刚性，或者像海绵一样软化以吸收震动。

在室温73华氏度(约22.8℃)至194华氏度(90℃)之间的温度范围内，刚度调节可超过100次，因此可很好地控制减震。材料可以为了不同的目的而改变形状。它们会暂时变形为任何形状，然后在加热时根据需要恢复到原始形状。

这种神奇的材料可以用来改善飞机或无人驾驶飞行器的机翼性能，也可以用来重建空之间发射的倒塌的轻型结构，甚至是太空板的较大结构。用这种材料制成的软机器人像章鱼一样灵活，它的灵活性或刚性可以根据环境和当前任务进行调整。将其插入微型设备进行诊断或治疗，可以暂时使介入设备柔软灵活，进入人体进行微创手术，减轻疼痛。

主编圈

我有一根仙女棒，它变得越来越大越来越小，变得越来越漂亮。有了4d打印技术的支持，在现实世界中上演一场超级变革不再是一个童话。只有在特定的条件下，例如温度或湿度，并且没有复杂的机电设计，材料才能智能和聪明地改变它们的性质和形状。本文提到的超材料也是具有特殊甚至异常性质的人工材料。人类赋予材料神奇的魔力，而材料又把这种魔力还给人类。尽管这项技术还不成熟，但可以想象，如果超材料被广泛使用，科幻小说中的许多场景将会被现实所掩盖。