來源：中國知網(wǎng)

DOI: 10.3969/j.issn.1000–6826.2019.01.006

科學(xué)家們受到來自植物的形狀變形系統(tǒng)(如含羞草和豬籠草)啟迪，研發(fā)出了仿生4D打印技術(shù)， 利用功能材料的熱敏效應(yīng)(溫度變化)、化學(xué)效應(yīng)(包括水、pH值等)和光敏效應(yīng)(沒有溫度變化)，拓展 了3D打印在智能紡織品、自動機(jī)器人、生物醫(yī)學(xué)器械、藥物輸送和組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用。文章詳細(xì) 介紹了4D打印的材質(zhì)包括金屬、陶瓷、聚合物和復(fù)合材料；4D打印產(chǎn)品的應(yīng)用包括航空航天(太空 盔甲)、工業(yè)產(chǎn)品(電子設(shè)備和減震器)、日常生活(運動服)等。指出4D打印是在3D打印的基礎(chǔ)上催生 出的一種革命性的新技術(shù)，4D打印不僅僅是比3D多一個維度，更是賦予了產(chǎn)品靈性。4D打印與智能 材料的完美融合將會創(chuàng)造出具有自組裝或自變形功能的智能產(chǎn)品。

4D打印應(yīng)用實例

4D打印的材質(zhì)包括金屬、陶瓷、聚合物和復(fù)合 材料，應(yīng)用領(lǐng)域從航空航天(太空盔甲)、工業(yè)產(chǎn)品 (電子設(shè)備和減震器)到日常生活(運動服)。

 4D打印聚合物

根據(jù)人體在運動過程中會排汗的現(xiàn)象而設(shè)計的4D打印運動服。運動服用料為一種薄膜夾層結(jié)構(gòu)，其中單層涂覆有惰性材料。這種薄膜結(jié)構(gòu)允許其僅對薄膜上的局部濕度梯度做出響應(yīng)，同時確保薄膜的平整度，在相同環(huán)境下兩側(cè)具有平衡的收縮力。這種具有夾層結(jié)構(gòu)的生物復(fù)合膜是一種對身體汗液有反應(yīng)的結(jié)實織物——透氣生物襟翼，可以通過改變中間支撐層的厚度和彈性來調(diào)節(jié)和模擬彎 曲度。因而，具有透氣生物襟翼的運動服可以根據(jù)運動時汗液產(chǎn)生的濕度而可逆地改變其形狀，從而調(diào)節(jié)暴露皮膚的面積。在身體的高熱區(qū)，使用具有大單位尺寸的通風(fēng)皮瓣來增強(qiáng)空氣對流以快速蒸發(fā)汗液，而在多汗區(qū)，增大開口率以確?？椢锏耐笟庑浴＿@種設(shè)計結(jié)合織物對水分梯度的動態(tài)響應(yīng)，可以巧妙地反映和響應(yīng)身體的狀況，以增強(qiáng)身體核心溫度控制。與具有相同幾何形狀的非功能性襟翼相比，具有功能性襟翼的衣服可以有效地去除身體上 的汗液并降低身體和織物之間的氣溫。

    4D打印與智能材料的完美融合將會創(chuàng)造出具有 自組裝或自變形功能的智能產(chǎn)品。4D打印將驅(qū)動節(jié)約型軍事生產(chǎn)。不論是潛艇、空間站、宇宙飛船等大型武器裝備的制造組裝，還是智能防護(hù)服、特種 槍支等高端小型武器裝備的設(shè)計生產(chǎn)都可以使用4D打印技術(shù)。4D打印簡化了工業(yè)制造，例如戰(zhàn)斗機(jī)部分零部件、航空母艦上的武器和配套裝置、航空飛行器、人造衛(wèi)星、空間站以及宇宙飛船上的儀器裝備。

注：深圳康勛記憶材料有限公司專注于形狀記憶聚合物材料及其智能產(chǎn)品的研發(fā)-生產(chǎn)-銷售。公司已經(jīng)完成了多款形狀記憶聚合物母料的大規(guī)模生產(chǎn)，并結(jié)合市場需要，開發(fā)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，以及創(chuàng)新開發(fā)多款形狀記憶智能產(chǎn)品，包括形狀記憶熨燙寶，形狀記憶聚合物4D打印耗材等,參考rp28538530.com.cn