化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  《科学进展》科学家首次实现陶瓷4D打印
《科学进展》科学家首次实现陶瓷4D打印
2018-08-24 09:24:21来源:元素商城

元素百科为您介绍科学家首次实现陶瓷4D打印。近日发表在新一期美国《科学进展》杂志上的研究显示,中国香港城市大学吕坚教授研究组首次实现了陶瓷4D打印。这种新技术有望应用于太空探索、电子产品和航空发动机制造等领域。

 科学家首次实现陶瓷4D打印.jpg

4D打印,就是在3D打印基础上增加了时间维度。4D打印直接将设计内置到物料当中,让材料在设定的时间自动变形为所需要的形状,且可随时间变化。 

与3D打印相比,4D打印对材料有更高要求。此前大多采用水凝胶等聚合物作为4D打印“墨水”,但水凝胶聚合物应用范围有限。陶瓷前驱体材料应用广泛,但较难发生自变形,限制了其在4D打印中的发展。 

吕坚研究组的这种打印技术采用复合弹性体陶瓷材料,完成了从3D打印到结构可变形的过程,实现了陶瓷折纸结构的打印和4D陶瓷打印。 

他们采用成本较为低廉的“墨水直写技术”,用二氧化锆纳米颗粒掺杂的聚二甲基硅氧烷复合材料,构建出3D弹性体结构。这种结构柔软且具有弹性,可拉伸至超过本身3倍的长度,并可使用金属丝让其折叠变形,形成蝴蝶、悉尼歌剧院、玫瑰、裙子等折纸结构。 

研究人员利用这种柔性特质设计出一种自动拉伸装置,让3D弹性体结构的基底拉伸产生预应力,在其上面打印出主结构。当预应力释放后,主结构就会发生变形,从而形成4D打印所需的弹性体结构,热处理后可转化为4D陶瓷。 

吕坚说,这种4D打印技术可广泛应用于个性化定制,优势在于采用相对简单的图纸设计,就可衍生出一系列形状相似且连续可变的结构,而传统的3D打印只能一个图纸对应一个结构。 

此外,4D陶瓷热处理只需1000摄氏度即可完成,而传统陶瓷粉末烧结则需要1600摄氏度,因此4D打印工艺成本相对低廉。 

研究人员认为,如将新技术应用于太空探索领域,有望将3D打印前驱体折叠起来以节省空间,进入太空后再展开获得需要的结构。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料纳米材料  
相关专题: 3D打印技术
相关阅读:
●  新型多功能材料“纳米之星”被中国科大发明
最近,某个科学课题组研发出一种新的的星型纳米材料,这种材料具有优良光学性质和催化性能。这个课题组据悉是中国科学技术大学曾杰教授领导的课题组。 该“纳米之星”新材料是一种具有五重孪晶的高分枝五角星形金铜合金纳米晶体,该材料在近红外区有很强的光吸收和光热转化能力。研究人员在患有乳腺癌的小鼠体内注射此材料,并在肿瘤处用近红外激光进行照射,利用产生的局部高温杀死癌细胞。采用......
●  美国研发出“白石墨烯”材料 开启量子器件的新纪元
元素百科为您介绍:近日,美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员开发出了真正单层的“白石墨烯”材料——六方氮化硼。该材料是石墨烯材料的“近亲”,但是比石墨烯具有更好的透明性,这种材料或将开启电子甚至是量子器件的新纪元。 单层白石墨烯材料 动力电池、超级电容器、太阳能电池、视频屏幕和燃料电池都有可能变得薄如一张纸。......
●  新型太阳能涂料可在潮湿空气中产生氢燃料
元素百科为您介绍新型太阳能涂料可在潮湿空气中产生氢燃料。研究人员开发了一种可以吸收太阳能并分裂水蒸汽的太阳能涂料,可用于产生最干净的能源氢气。 新型太阳能涂料的作用涂料含有新开发的化合物,名为硫化钼,其作用如同硅胶,硅胶常用于吸收水分并保持食品,药物和电子器件新鲜和干燥。但与硅胶不同的是,新材料也可以作为半导体,并催化将水分子分解成氢和氧。 RMIT首席研究员Torben Daeneke......

您确定要从购物车中移除吗???