沐鳴登錄 使點陣
 
 
一種新的4d打印技術使用了由多種材料組成的網格,沐鳴登陸這些材料可以根據環境的變化生長或收縮,最終使最複雜的形狀變化成為可能。
 
在過去的十年中,科學家們發現靈感類似自然植物和鮮花的方式展開他們的葉子和blooms-as試圖開發新材料和3 d和4 d技術印刷,其中第四維表示一個結構變換其形狀的能力随着時間的推移,就像盛開的一朵花。但是複雜的曲度——把一塊平坦的材料變成類似人臉的形狀所需要的那種形狀變化——直到現在仍然是遙不可及的。
 
“通過印刷材料與不同的熱膨脹行為在預定義的配置,我們可以控制的增長和收縮每個格子的“肋骨”,進而産生了複雜的印刷晶格彎曲,“位聯席作者威廉·博伊爾說,機械工程助理教授在波士頓大學的工程學院,他是哈佛大學約翰·a·保爾森工程與應用科學學院的博士後研究員。
 
為了展示這種方法的能力,研究小組選擇模仿19世紀的數學家卡爾·弗裡德裡希·高斯的臉,他是微分幾何的奠基人。研究人員分析了克裡斯蒂安·阿爾布雷希特·延森(Christian Albrecht Jensen) 1840年創作的一幅高斯的2D肖像,使用了一種機器學習算法,幫助他們将2D圖像轉換成高斯特征的數字3D輪廓。
 
然後,以3D輪廓為指導,他們3D打印了一個由不同材料層組成的平面網格,以精确的方式來生長、彎曲和收縮,以響應環境的變化,從而重現高斯獨特的面部曲線。把平面網格放到鹽水中,它會對鹽度的變化做出反應,并變形成高斯的模樣。
 
格子給它彎曲的“開放的細胞增長或減少的能力很多,即使材料本身經曆有限擴展,”說,該研究維姆·m·範·裡斯,喜歡博伊爾也前哈佛大學博士後,現在麻省理工學院的助理教授。
 
 
但是要得到複雜的曲線,沐鳴登錄僅僅增長和收縮晶格是不夠的。你需要能夠引導本地的增長。
 
“這就是我們開發的材料調色闆的用武之地,”Boley說。該團隊使用了四種不同的材料,并對每個格子的“肋”進行了編程,以特殊的方式改變形狀。
 
作為第二個演示,他們還打印了一個更實用的産品:一種可變形的、低輪廓的無線電天線(稱為“貼片”天線),當它改變形狀時可以采用不同的頻率。
 
 
“我們一起創造了形态變化物質的新種類,”共同通訊作者珍妮弗·a·劉易斯(Jennifer a . Lewis)說,她是一位受生物學啟發的工程學教授。“使用集成設計和制造方法,我們可以在這些印刷材料中編碼複雜的‘指令集’,驅動它們的變形行為。”
 
 
這種設計方法和多材料4d打印方法可以擴展到其他的stimuli響應材料,并用于創建可伸縮的、可逆的、具有空前複雜性的可變形結構。基于他們的實驗成功,該團隊設想4d打印技術可以應用于許多不同的工業和研究領域。
 
“應用領域包括軟電子、智能織物、組織工程、機器人技術等,”Boley說。