羅格斯大學(xué)4D打印智能水凝膠結構，改變形狀和大
來(lái)自新澤西州的新布朗斯維克的Rutgers大學(xué)的工程師團隊已經(jīng)展示了一種用于智能水凝膠材料的四維打印結構的新方法。這個(gè)能夠3D打印的水凝膠結構能夠在不同溫度下改變形狀（因此是4D）的過(guò)程可以用于組織工程，軟機器人和藥物輸送應用的開(kāi)發(fā)。
最近在“科學(xué)報告”雜志上發(fā)表了一個(gè)研究項目的詳細研究報告，由羅格斯大學(xué)機械與航空航天工程系的助理教授Howon Lee領(lǐng)導。
基本上水基凝膠的水凝膠材料在增材制造領(lǐng)域變得越來(lái)越重要，特別是對于某些生物醫學(xué)應用?？茖W(xué)家和工程師們正在迅速發(fā)現能夠從水凝膠中制造用于生物醫學(xué)裝置，植入物等的結構的潛力。
事實(shí)證明，3D打印是操作水凝膠材料最有前景的途徑之一。正如羅格斯大學(xué)的研究人員所表明的那樣，甚至可以3D打印高分辨率的水凝膠結構，這種水凝膠結構可以根據溫度改變其形狀和大小。
這項研究的一個(gè)關(guān)鍵因素是研究人員使用的智能水凝膠，他們說(shuō)這種凝膠可以提供某些器官的結構剛性，并且可以成為將藥物輸送和釋放到體內的有效載體。 3D打印材料也可以適用于軟機器人，柔性傳感器和執行器，生物醫學(xué)設備，并促進(jìn)細胞生長(cháng)。
有趣的是，研究中使用的水凝膠材料是相對常見(jiàn)的，并已被科學(xué)家用于數十年來(lái)用于各種目的。不過(guò)，正如羅格斯隊所指出的那樣，現在還沒(méi)有人有過(guò)4D的打印材料。
Howon Lee解釋說(shuō)：“這種智能水凝膠的全部潛力到現在還沒(méi)有被釋放出來(lái)，我們增加了另外一個(gè)維度，這是有史以來(lái)第一次有人做到這一點(diǎn)，它們是靈活的，形狀變形的材料，我喜歡叫他們聰明的材料。“
在3D打印水凝膠的過(guò)程中，工程師使用了一種基于光刻技術(shù)的工藝，通過(guò)沉積一層樹(shù)脂，然后用紫外線(xiàn)固化它們，從而形成物體。為了使水凝膠可印刷，將其與粘合劑化學(xué)品和光敏化學(xué)品結合，使得樹(shù)脂在受光時(shí)能夠固化。
研究人員還開(kāi)發(fā)了一種方法來(lái)控制3D打印的水凝膠物體在暴露于特定條件下會(huì )如何收縮或生長(cháng)。例如，如果3D打印結構放置在溫度低于32°C（90°F）的環(huán)境中，則會(huì )吸收環(huán)境中的水分并且尺寸增大。然而，當溫度升高到32℃以上時(shí)，水凝膠逐漸收縮而失水。
“如果你完全控制了形狀，那么你可以編程它的功能，”李評論說(shuō)。 “我認為這就是形狀變化材料的3D打印的力量。你幾乎可以在任何地方應用這個(gè)原則。“
另外值得一提的是智能水凝膠材料可以3D打印的規模。根據研究小組的說(shuō)法，它可以打印出像人發(fā)的寬度一樣小，直徑“幾毫米”的物體。
最終，目標是使用4D打印方法和水凝膠創(chuàng )建“活的”結構，可以植入人體器官或組織，用于藥物輸送或軟機器人。
編譯自：3ders.org
編譯自：3ders.org
相關(guān)資訊
- 秀美動(dòng)態(tài)中國造船工程學(xué)會(huì )?船史研究學(xué)術(shù)委員會(huì )2023年會(huì )
- 2023中國國際海事展，秀美與您共赴邀約！
- “我以我行薦魔都”——“愛(ài)達·魔都”號新作誕生記
- 船舶文化雜談，潛心領(lǐng)略船舶之美！
- 3D打印技術(shù)能解決“一墩難求”嗎？
- 走進(jìn)冬奧會(huì )——3D打印帶你了解我國首條雪車(chē)雪橇賽道
- 3D打印航模比賽走進(jìn)中小學(xué)校園！
- 不同類(lèi)型的電子沙盤(pán)模型都有什么特點(diǎn)呢？
- 房地產(chǎn)模型沙盤(pán)的特點(diǎn)有什么呢？
- 房地產(chǎn)沙盤(pán)模型燈光照明效果要注意什么呢？