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科學(xué)家最新研制4D打印材料能夠變形自組裝

2013-06-08 14:17 來源：騰訊科學(xué) 責(zé)編：王岑

摘要：: 據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，目前，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員正在研制一種“4D打印技術(shù)”，能夠?qū)⒑暧^等級(jí)3D打印材料按照預(yù)編程序自組裝成為確定結(jié)構(gòu)和外型。

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　　【CPP114】訊：據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，目前，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員正在研制一種“4D打印技術(shù)”，能夠?qū)⒑暧^等級(jí)3D打印材料按照預(yù)編程序自組裝成為確定結(jié)構(gòu)和外型。
　　
　　這項(xiàng)技術(shù)將潛在改變建筑和制造業(yè)，更容易地建造環(huán)境空間，例如構(gòu)造太空基礎(chǔ)設(shè)施，太空的惡劣氣候狀況將導(dǎo)致建筑成本昂貴，并且十分危險(xiǎn)。麻省理工學(xué)院自組裝實(shí)驗(yàn)室主管斯凱拉-蒂比特斯(Skylar Tibbits)是研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，他指出，4D打印過程使用的材料可以改變形狀，能夠響應(yīng)接觸水、空氣、重力、磁性或者溫度的變化，其第四維是指材料自組裝能力。
　　
　　在近期召開的TED大會(huì)上，蒂比特斯展示了與斯特塔西3D打印公司合作的這個(gè)最新項(xiàng)目，他說：“4D打印技術(shù)是在3D打印多樣化材料的基礎(chǔ)上新增加一種變形能力，這就像沒有連線和發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)器人。”
　　
　　蒂比特斯演示了3D打印“智能材料”與水接觸時(shí)便折疊形成字母“M-I-T”結(jié)構(gòu)，他認(rèn)為這是首次實(shí)現(xiàn)直接嵌入材料的自身變形，研究人員使用“半機(jī)械人項(xiàng)目”軟件模擬和優(yōu)化了該材料什么時(shí)候和如何進(jìn)行折疊。他說：“我們可以使用同一個(gè)軟件來設(shè)計(jì)納米等級(jí)自組裝系統(tǒng)，以及人類等級(jí)的自組裝系統(tǒng)。”
　　
　　同時(shí)，蒂比特斯稱，自組裝實(shí)驗(yàn)室與波士頓Geosyntec公司合作研制一種管道基礎(chǔ)設(shè)施的新型典范。他指出，我們可以設(shè)想一下未來的管道系統(tǒng)，管道可以膨脹或收縮，改變?nèi)萘炕蛘吡魉伲瑢?shí)現(xiàn)蠕動(dòng)式水流。泵和閥門的成本并不昂貴，可以完全預(yù)編程，并且管道具有自適應(yīng)性。
　　
　　最新4D打印機(jī)并不能擔(dān)保實(shí)現(xiàn)自組裝能力，但是自組裝實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為該技術(shù)能夠帶來技術(shù)革命，未來涉及的領(lǐng)域包括：生物、材料科學(xué)、軟件、機(jī)器人、制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、建筑業(yè)、藝術(shù)以及太空探索。
　　
　　

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