4D列印智慧超材料可以堅硬如木頭也可柔軟似海綿

美國羅格斯大學-新不倫瑞克工程師創造了一種柔性輕質材料，經4D列印後的材料用於飛機和無人機的機翼、軟機器人和微型植入式生物醫療裝置，可以更好地實現減震和變形。其相關成果發表在最近一期《材料視界》雜誌中。3D列印也被稱為增材製造，可透過逐層列印的方式，將預先構建的數字藍圖轉變為物體。基於這項技術的4D列印有一個很大的不同之處，是它使用特殊材料和複雜設計來列印物體，這些物體在環境條件如溫度變化下，會隨之改變形狀。

工程師們創造的這種新＂超材料＂，經過精心設計，具有自然界中找不到的特性，它們不同尋常甚至違反直覺。以前，超材料的形狀和性質一旦製造出來就不可逆轉，但這次用熱量來調整特性的超材料，能在被擊打時保持剛性，或像海綿一樣變軟以吸收震動。

在室溫73華氏度和194華氏度之間的溫度區間，剛性調節可以超過100倍，從而可以很好地控制減震。材料可重新成形，以用於各種目的。它們暫時變形，轉變為任何形狀，然後在加熱時，根據需要回復其原始形狀。

這種神奇的材料可以用於提高飛機或無人機機翼性能，以及用於空間發射的坍塌輕質結構，甚至更大結構的太空板的重建。由這種像章魚一樣柔韌的材料製成的軟機器人，可以根據環境和當前任務，調整靈活性或剛度。而將其插入或植入人體進行診斷或治療的微小裝置中，可以讓介入裝置暫時變得柔軟和靈活，以進入人體進行微創並減少疼痛。

最後我們來看看4D列印智慧超材料的演示影片吧。