比3D更加“智慧”的4D列印技术

金合欢是销往南美洲的一种植物学，其小叶在受到结构性阻尼焦虑时，都会合拢枝条以防护枝条受到伤害，几分钟后都会枝条都会最终开启。这种应对此番焦虑的质子化，被科学家们指神经细胞开放性质子化。

布1 金合欢（布片来自网络）

有些人工合成的高分子涂层也具有焦虑作出有质子化开放性，比如在选择开放性催化剂里溶胀，或随温度叠加暴发溶胀度的改衰，通过合适的构造充分利用，可以简单仿生植物学的神经细胞开放性（如布2）。

布2 金合欢神经细胞开放性熔体成因及焦虑作出有质子化聚合物双层膜的借助于弯曲模拟金合欢的神经细胞开放性

近年来涂层理科快速蓬勃发展，人们已经改进型了多种焦虑作出有质子化开放性的焦虑作出有质子化开放性涂层，在磁盘、传感器、借助于机器人等各个领域展现出有相当多的运用前景。随着高技术各个领域的蓬勃发展对智能涂层的需求不断上升，作为智能涂层的一种，焦虑作出有质子化开放性涂层要做到多方面的运用，需要在此期间蓬勃发展多作出有质子化以及直观/繁复构造的挤出。

3D手写，即增材制造，为繁复构造的测量仪器挤出提供者了有效手段。为了让3D手写新科技挤出焦虑作出有质子化开放性涂层，使其在采用必要条件下，借助于地暴发熔体或开放性能改衰，使得涂层衰得更为加“特质”，从而获得更为相当多的运用，这就是4D手写新科技，由普林斯顿大学的Tibbits教授于2013年提出批评有。

如布3所示，为了让3D手写新科技制备直观所设计的筒状贴布构造，改衰此番必要条件时，贴布构造都会在特定位置暴发衰形，做到并不相同场景的运用。4D手写新科技可以用于工程技术、智能设备等难于人工操作的或测量仪器的空间，从而解决现有3D手写涂层面临的疑虑。

布3 4D手写构造的熔体概念布（布片来自网络）

布4 无脊椎动物酸钠冷水悬浮合成及熔体成因

研究工作执法人员为了让无脊椎动物酸钠链段里并不相同质子化位点选择开放性和 Ca2+/壳聚糖暴发时是水分子作用的分析方法，有序地生成属于自己交联点，使得冷水悬浮体积相应地暴发膨胀，且塑性逐步进一步提高（如布4所示）。如布5所示，当无脊椎动物酸钠冷水悬浮在 Ca2+氢氧化钠里洗净24不间断后，冷水悬浮筒状构造的内外径与接下来开放性都暴发借助于膨胀，在此基础上在此期间洗净于壳聚糖氢氧化钠里时，筒状底座都会暴发再膨胀衰形，形成了相对零碎构造尺寸更为小的筒状构造。这一衰熔体弹性的涂层有望解决静脉底座在体内植入后难于再衰形的敦促。

随着无脊椎动物酸钠链段与并不相同此番焦虑暴发质子化，无脊椎动物酸钠冷水悬浮的力学开放性能暴发了明显提高。由于质子化位点的选择开放性，改衰洗净氢氧化钠的顺序可以调节4D手写筒状涂层的熔体和弹性叠加。该4D手写的筒状底座涂层双作出有质子化熔体后力学开放性能最大限度大大提高，分量保持平衡表现出有>95%的压缩无论如何开放性，在接下来开放性方向上能保持平衡>360倍自身车重的物体。

布4 无脊椎动物酸钠筒状构造双重焦虑作出有质子化开放性及机械开放性能。（a, b）无脊椎动物酸钠筒状构造分别在 Ca2+氢氧化钠和壳聚糖氢氧化钠里熔体相对。（c, d）接下来膨胀后，筒状无脊椎动物酸钠冷水悬浮的力学开放性能。

该4D手写的无脊椎动物冷水悬浮具有低的构造直观度和力学强度，可以做到在温和必要条件下的双作出有质子化衰熔体弹性，为静脉底座提供者了一种属于自己思路和必需。

以上结果近期发表在 ACS Applied Polymer Materials 期刊上。该工作得到了国家自然科学基金工程项目和国家科委前沿科学重点研究工作蓝图相关项目的支持。

参考文献：

1. Zheng, J.; Xiao, P.; Le, X.; Lu, W.; Théato, P.; Ma, C.; Du, B.; Zhang, J.; Huang, Y.; Chen, T., Mimosa inspired bilayer hydrogel actuator functioning in multi-environments. J. Mater. Chem. C 2018, 6 (6), 1320-1327.

来源：国家科委兰州物理学化学物理学研究工作所