• 发文
  • 评论
  • 微博
  • 空间
  • 微信

【科技动向】美国罗格斯大学开发可根据温度改变形状和硬度的4D打印材料

空天防务观察 2019-04-22 14:24 发文

2019年4月16日,美国《设计新闻》网站报道称:美国罗格斯大学的研究人员开发的4D打印材料可以在许多应用中根据温度改变形状和硬度。该研究团队由机械和航空航天工程系助理教授、作者豪恩·李(Howon Lee)领导,利用4D打印技术创造了这种柔韧、轻质的材料。研究人员表示,这种材料可用于飞机或无人机机翼、软机器人和植入式生物医学设备的设计。

传统超材料一旦制造出来机械性能和几何形状就固定了,4D打印的超材料增加了可调性、可重构性和可部署性。4D打印以增材制造(3D打印)技术为基础,3D打印将数字模型转化为物理实体,但4D打印更进一步,使用特殊材料和设计来打印随环境条件变化而改变形状的物体。


罗格斯大学团队开发的4D打印材料随温度变形的效果(美国罗格斯大学图片)

罗格斯大学团队在他们的研究中结合了3D打印、形状记忆聚合物和现有的机械超材料,八位元桁架和开尔文泡沫。4D打印的现状侧重于几何变换;而罗格斯团队的4D打印的机械超材料更侧重于机械性能可调。

研究人员表示,罗格斯团队可以利用温度调整他们的材料,使它们在受到撞击时保持刚性,或者变得像海绵一样柔软来吸收震动。在室温和90℃之间的温度条件下,刚度可以调节100倍以上,可以显著减震。

此外,这些材料可根据需求重新成形,例如暂时变形为任何形状,然后在加热时根据需要恢复到原来的形状。可调材料增加了材料的适应性,适用于对机械性能或几何形状有不同要求的工作环境或情况,无需重新设计和制造。它还增加了可部署性等功能,可节省运输成本或穿越狭窄空间。这些材料的适应性使它们非常适合一系列应用,例如飞机或无人机机翼,可改变形状以提高性能;在太空中可伸展的结构,如太阳能电池板;可根据环境和任务变换形状或刚度的软机器人。

下一步的研究包括为超材料找到这样的应用,以及寻找除温度以外的激励来激发形状变化,并开发具有新特性的材料。

本条动向的提供者胡燕萍女士已为《空天防务观察》提供15篇专栏文章,如下表:

序号

篇名

发表日期

1

2014年度国外出台的五大材料发展战略规划

2015年1月26日

2

2014年度十大国防材料技术突破

2月6日

3

2014年度国外国防材料发展综述

3月23日

4

美国首个《材料基因组战略规划》公布63个重点研究方向

3月25日

5

欧盟“石墨烯旗舰计划”科技路线图确定13个重点研发领域

3月27日

6

2015年度国外航空材料技术重大进展

2016年3月16日

7

日美竞相突破第三代碳纤维技术

3月21日

8

超材料技术在航空武器装备的应用前景分析

3月25日

9

碳纤维树脂基复合材料为航空发动机减重

6月20日

10

美国成功验证宽频可调的雷达吸波超材料样件

12月16日

11

2016年度国外航空材料技术重大进展

2017年3月3日

12

美自销毁军用无人机进入原型机研制阶段

9月8日

13

美国正全力攻关第二代陶瓷基复合材料

10月27日

14

美国军用液态金属技术研究进展分析

2018年6月11日

15

人工智能技术有望使新材料研发提速百倍

7月31日

有兴趣的读者,可点击相关文章的“篇名”阅读原文。

(中国航空工业发展研究中心  胡燕萍)


                                                   

本篇供稿:系统工程研究所

运 营:李沅栩



声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
2
评论

评论

    相关阅读

    暂无数据

    空天防务观察

    报道国外重要空天防务动态,提供深...

    举报文章问题

    ×
    • 营销广告
    • 重复、旧闻
    • 格式问题
    • 低俗
    • 标题夸张
    • 与事实不符
    • 疑似抄袭
    • 我有话要说
    确定 取消

    举报评论问题

    ×
    • 淫秽色情
    • 营销广告
    • 恶意攻击谩骂
    • 我要吐槽
    确定 取消

    用户登录×

    请输入用户名/手机/邮箱

    请输入密码