天文新纪元4D打印技术突破连续纤维复合材料开启未来材料世界大门
在科技的前沿，4D打印技术再次迈出坚实的一步。西安交通大学一支科研团队利用液晶弹性体的独特热致伸缩能力与连续纤维材料的卓越力学性能，巧妙地将两者结合起来，创造了一种革命性的直写4D打印方法。这项创新不仅增强了复合材料的整体承载能力，还使得它们能够实现更加灵活的大变形，从而开辟了航空航天、柔性机器人和生物医疗等多个前所未有的应用领域。
通过精心设计，将纤维嵌入到复合材料内部，并且能够调控它们在丝材中的偏置位置，这一技术让打印出的结构可以自主控制其承载特性和变形模式。令人惊叹的是，该材料能承受其自身重量2805倍的压力，并且在150°C高温条件下，其弯曲曲率达到了0.33 mm-1。这意味着它不仅具有极高的耐用性，也能轻松适应各种复杂环境下的需求。
通过这一突破性的工艺，一系列既具备可编程空间变形功能又拥有优异力学性能的复合材料桁架结构得以成功制备。此举有效解决了传统4D打印产品普遍存在的问题，即缺乏足够强劲的地面支持。此研究成果以《具有可编程空间变形能力的可控偏置连续纤维/液晶弹性体复合材料4D打印》为题，在国际顶尖期刊《自然通讯》上发表，被认为是对未来智能制造业发展的一个重要里程碑。
相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39566-3