4D列印智慧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列印後的材料可用於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》雜誌中。

3D列印也被稱為增材製造，可通過逐層列印的方式，將預先構建的數字藍圖轉變為物體。

基於這項技術的4D列印有一個很大的不同之處，它使用特殊材料和複雜設計來列印物體，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製造出來就不可逆轉，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，以用於各種目的。它們暫時變形，轉變為任何形狀，然後在加熱時，根據需要回復其原始形狀。

這種神奇的材料，可用於提高飛機或無人機機翼效能，還可用於空間發射的坍塌輕質結構，甚至更大結構的太空板的重建。由這種材料製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並減少疼痛。（記者房琳琳）