隨意變形4D打印智能材料能隨溫度改變性質形狀

　　美國羅格斯大學—新不倫瑞克工程師創造了一種柔性輕質材料，經4D打印后的材料可用于飛機和無人機的機翼、柔軟機器人、微型植入式生物醫療裝置等，能更好地實現減震和變形。相關成果發表在最近一期《材料視界》雜志中。

　　3D打印也被稱為增材制造，可通過逐層打印的方式，將預先構建的數字藍圖轉變為物體。

　　基于這項技術的4D打印有一個很大的不同之處，它使用特殊材料和復雜設計來打印物體，這些物體在環境條件如溫度變化下，會隨之改變形狀。

　　工程師們創造的這種新“超材料”，經過精心設計，具有自然界中找不到的特性，它們不同尋常甚至違反直覺。以前，超材料的性質和形狀一旦制造出來就不可逆轉，但此次用熱量來調整特性的超材料，能在被擊打時保持剛性，或像海綿一樣變軟以吸收震動。

　　在室溫73華氏度（約22.8℃）和194華氏度（90℃）之間的溫度區間，剛性調節可以超過100倍，從而很好地控制減震。材料可重新成形，以用于各種目的。它們暫時變形，轉變為任何形狀，然后在加熱時，根據需要回復其原始形狀。

　　這種神奇的材料，可用于提高飛機或無人機機翼性能，還可用于空間發射的坍塌輕質結構，甚至更大結構的太空板的重建。由這種材料制成的軟機器人像章魚一樣柔韌，可根據環境和當前任務，調整靈活性或剛度。而將其插入微小裝置植入人體進行診斷或治療，可以讓介入裝置暫時變得柔軟和靈活，進入人體進行微創手術并減少疼痛。

　　總編輯圈點

　　 我有一根仙女棒，變大變小變漂亮。在4D打印技術的加持下，在現實世界上演一場“超級變變變”不再是童話。只需特定的條件，比如溫度或者濕度，不需要復雜的機電設計，材料就能“聰明乖巧”地改變自身的性質和形狀。文中提到的“超材料”，也正是具有特殊甚至反常性質的人造材料。人類給予材料神奇的“魔法”，而材料又將這種“魔法”回饋給人類。盡管技術還不成熟，但可以想象，若超材料得到普遍應用，那如今很多科幻小說里的場景，和現實一比，都會相形見絀。