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:
●  无机纳米薄膜和复合块体材料
化学词典为您介绍无机纳米薄膜和复合块体材料。 无机纳米颗粒薄膜材料 这类材料具有纳米和薄膜的双重特点和性能。如在绝缘的氧化物薄膜中, 复合了Ⅱ -Ⅵ 或Ⅲ -Ⅴ族的半导体纳米团簇或稀土氧化物颗粒, 可使复合薄膜产生诸如量子尺寸、光学非线性等物理效应,而且这种效应远比相应的纳米颗粒材料显著。如掺入金属颗粒, 则使薄膜具有从热、电绝缘向热、电导体的过渡。 这种特殊的效应将在光电、光通讯......
●  有机修饰纳米颗粒的制备及摩擦学特性研究
化学词典为您介绍有机修饰纳米颗粒的制备及摩擦学特性研究。用化学方法可以制备二烷基二硫代磷酸(DDP)、有机酸等修饰的金属、金属氧化物、硫化物纳米颗粒。表面修饰纳米微粒的形成过程是一种类高分子聚合反应, 纳米核的形成为链引发和增长过程, 表面修饰为链终止过程。 有机表面修饰层的存在有效地阻止了纳米微粒的氧化、团聚、对水的吸附, 同时由于有机修饰层中脂肪链的疏水作用,使表面修饰纳米微粒在非水介......
●  柱层层析硅胶的性状及用途
化学词典告诉你柱层层析硅胶的性状及用途。柱层层析硅胶产品精选透明度高的优质硅胶制成,优良的吸附性能,对性质、结构相似乃至同分异构体都有理想的分离功能。 柱层层析硅胶的性状柱层层析硅胶为白色均匀颗粒,主要成分为二氧化硅。具有纯度高,安全卫生之特点。是具有固体特性的胶态体系,由形成凝集结构的胶体粒子构成。胶体粒子是水合状态硅胶(多硅酸)的缩聚物,属非晶态物质。胶体粒子的集合体的间隙形成试剂柱......

您确定要从购物车中移除吗???