新3D打印材料可改變物體形狀

想象一下，如果你有一件運(yùn)動服，當(dāng)你出汗的時候可以自動打開散熱孔，而后在汗液干了之后就把它們關(guān)上呢？將來你也許能找到能做到這一點(diǎn)的裝備，而且它或?qū)⑹褂昧斯鸫髮W(xué)研究人員開發(fā)的材料。

來自John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)的研究小組創(chuàng)造了一種3D可打印材料，這種材料可以“用可逆的形狀記憶進(jìn)行預(yù)先編程”，這種類似羊毛的材料可以記憶舊的形狀，然后再變回原來的形狀，或者在某種刺激作用下轉(zhuǎn)化成不同的形狀。

神奇材料背后的秘密，在于一種在毛發(fā)和指甲中存在的蛋白質(zhì) —— 角蛋白（Keratin）?？茖W(xué)家從回收的羊毛中提取了角蛋白，然后通過 3D 打印機(jī)將之塑成特定的形狀。

研究人員將一條角蛋白鏈塑造成彈簧狀結(jié)構(gòu)。他們把其中的兩個纏繞在一起，并用許多這樣的“盤繞線圈”來組裝大纖維。當(dāng)一個刺激物被施加到材料上或者它被拉伸時，這些結(jié)構(gòu)物就會展開并重新排列。它保持原來的磷酸鈉狀態(tài)，直到過氧化氫被觸發(fā)。

在一項(xiàng)測試中，研究人員對一片角蛋白進(jìn)行了編程，使其永久形狀為折紙星星。他們把薄板浸入水中使其具有可塑性，然后把它卷成管子。但當(dāng)研究小組再次把那根管子放進(jìn)水里時，它展開了，變成了折紙星星。

研究人員認(rèn)為這種材料有助于減少時尚行業(yè)的浪費(fèi)。他們建議，它可以用于真正的“均碼”的衣服等。SEAS博士后研究員、該材料論文的第一作者Luca Cera在一份新聞稿中說：“通過使用這種3D打印材料，并設(shè)置永久形狀的兩步工藝，可以制造出真正復(fù)雜的形狀，其結(jié)構(gòu)特征可低至微米級。這使得這種材料適合從紡織到組織工程的廣泛應(yīng)用。”