新利18官方3D打印可编程结构从打印机

这些系统可以经历复杂的形状变化，在水分的影响下，以预先编程的方式收缩和扩张。科学家们基于一种名为“空气马铃薯”(Dioscorea bulbifera)的攀缘植物的运动机制来模拟它们的发育过程。利用他们的新方法，该团队已经制造出了它的第一个原型:一种适合佩戴者的前臂支架，可以进一步开发用于医学应用。

4D打印定义形状变化

新利18官方已成为一种广泛应用的制造工艺。它甚至可以用来生产智能材料和材料系统，在打印后保持运动状态，根据外部刺激(如光、温度或水分)自动改变形状。这种所谓的”4 d印刷，在这种情况下，预先确定的形状变化可以由刺激触发，极大地扩展了它的潜在应用材料系统．这些形状的变化是由于材料的化学组成，其中包括刺激响应聚合物。然而，到目前为止，用于生产这种材料系统的打印机和基础材料通常是高度专业化、定制化和昂贵的。

现在，使用标准的3D打印机，就有可能生产出能对水分变化做出反应的材料系统。考虑到它们的结构，这些材料系统可以在整个系统或仅在个别部分发生形状变化。研究人员将多个膨胀层和稳定层结合起来，实现了一个复杂的运动机制:一种盘绕结构，通过展开“口袋”作为升压器来拉紧，当“口袋”松开，盘绕结构返回开放状态时，它可以自行放松。

在这个新的过程中，科学家们使用了一种来自大自然的机制:空气土豆通过对宿主植物的树干施加压力来爬树。为了做到这一点，植物首先松散地缠绕在树干上。然后它发芽的“托叶”，叶的基生分枝，增加了弯曲的茎和寄主植物之间的空间。这就在缠绕的空气土豆茎上产生了张力。为了模仿这些机制，研究人员构建了一个模块化的材料系统，通过构造它的层，使它可以向不同的方向和不同的程度弯曲，从而盘绕并形成螺旋结构。表面的“口袋”导致螺旋向外推，并承受张力，导致整个材料系统收缩。

斯图加特大学计算设计与建造研究所(ICD)的阿希姆·门格斯教授说:“到目前为止，我们的工艺仍然局限于对水分做出反应的现有基础材料。”来自弗莱堡大学植物生物力学小组和活性、自适应和能源自主材料系统集群(livMatS)的Thomas Speck教授补充道:“我们希望，在未来，可以对其他刺激做出反应的廉价材料将用于3d打印，并可以与我们的工艺一起使用。”

研究结果发表在先进的科学．