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可完成自动折叠可打印的膨胀聚合物资料

伴随着3-D复印技术性慢慢变成一种流行的生产技术，工业生产和学术研究研究人员一直着眼于研究一种加温或渗入水里后会自发性折叠成有效的三维样子的可复印的构造。

在国外有机化学研究会刊物《应用材料和界面》上发表的一篇毕业论文中，麻省理工学院电子信息科学与人工智能技术试验室(CSAIL)的研究人员汇报了一些新的发觉：一种一旦其从复印服务平台上脱离它就逐渐自主折叠起來的可印刷的构造。

研究人员表明，这类不用一切外界刺激性就可以自主折叠的机器设备的一个重特大优点是他们能够 运用到大量的材料及其更细致的构造中去。

根据新方式 获得的一种一旦摆脱复印服务平台就逐渐自主折叠的可复印构造。图片出处：麻省理工学院

本文的第一作者，麻省理工学院电气专业和电子信息科学研究生Subramanian Sundaram说：“假如大家想加上一些印刷电子元器件，一般 会采用一些有机化学材料，由于大部分印刷电子元器件都是会取决于有机化学材料。殊不知这种材料一般 对环境湿度和溫度都十分地比较敏感，因此 假如你的这种电子元器件和零件必须折叠，你毫无疑问不愿将他们浸在水中或是加温他们，由于这种实际操作都是会使电子元器件的特性大幅度变弱。”

为了更好地表明这一念头，研究人员搭建了一个自折叠可打印机的原形，在其中包含电导线和当释放工作电压时从全透明变成不全透明的高聚物“清晰度”。该设备是Sundaram以及朋友2020年稍早公布的“可印刷金甲虫”的形变，逐渐看上去像英文字母“H”。 可是，H的每一个腿都会根处和正中间向2个不一样的方位折叠，最终产生一个桌面上的样子。

为了更好地说明她们能够 精准操纵骨节折叠的视角研究人员还制做立了好多个不一样版本号的基础样子同样的门铰链。在检测中，她们根据将门铰链固定不动在沙袋绑腿载来强制性地弄直门铰链，而当荷载被清除时，门铰链便会修复到原先的折叠情况。

预估短时间，该技术性就可以完成感应器、显示屏或无线天线的精细化管理生产制造，而所获得的产品功能则在于他们的三维样子。长期性看来，研究人员觉得生产制造可复印智能机器人也是有可能的。

Sundaram在文章内容中添加了其老师老师Wojciech Matusik麻省理工学院电气专业和电子信息科学(EECS)的副教授职称的一些提议;Marc Baldo也是EECS的副教授职称，他主要从事于研究有机化学电子设备;David Kim是马特里克的测算生产制造工作组的技术性助手;Ryan Hayward是马萨诸塞高校阿莫斯特校区的高分子材料科学研究与工程项目专家教授。

地应力释放出来

研究人员此项设计方案的关键是一种在凝结后要产生拓展的新式打印机墨水材料，这类特点是与众不同的。大部分打印机墨水材料在干固的时候会略微变小，这也是室内设计师常常必须应对的技术性限定。

印刷机器设备一般 会层次创建，在印刷原形中，麻省理工学院研究人员将拓展材料堆积在高层或底端多层的精准部位上。最底层会略微地黏附在复印机服务平台上，而且其粘结力足够使元器件在逐层安装时维持整平。殊不知，一旦所进行的元器件从服务平台上脱离，由新材料做成的连接头会逐渐澎涨，将元器件沿反过来的方位弯折。

和过去的很多技术性提升一样，这类新材料的发觉针对电子信息科学与人工智能技术试验室研究人员而言是一个意外之喜。马特里克电子计算机生产制造集团公司应用的绝大多数复印机材料是由高聚物组成起來的，生物大分子由网状结构单分子结构成分或单个构成。而这种部件混和的方式 恰好是一种用以建立具备特殊物理学特点的打印机墨水的方式 。

电子信息科学与人工智能技术试验室的研究人员在试着开发设计生产制造更为灵便的印刷黑墨水的全过程中，不经意中打到一个干固后轻度澎涨的黑墨水。她们马上了解到扩展性高聚物的发展潜力，并逐渐试着化合物秘方的改动，直至她们寻找一个能创建起充足扩大的连接头而能够 将印刷品开展折起来的秘方。

怎么会那样？缘故有什么？

Hayward对通篇的奉献是协助麻省理工学院精英团队表述了材料的扩大。造成最超强力澎涨的印刷油墨包含好多个长分子结构链和一条十分短的分子结构链，由单个亚克力异辛酯构成。当黑墨水曝露于紫外光或“干固”( 一般 用以3-D印刷以硬底化做为液體堆积的材料的加工工艺)时，长链分子结构的触碰会造成互相缠结的分子结构刚度丛。

绿色植物如金银花茶(凤仙花;别名别摸我)会恰当用工作压力来使種子的弹跳分散化。该绿色植物根据操纵机构水合作用之内在工作压力的方式在其種子荚中存储动能。当轻轻地打动时，这种荚便会爆起来，并打卷来发送種子。应用相近的定义，S. Sundaram以及朋友展现了应用三维打印来生产制造具备特殊地区内应力的平扁电子器件复合型材料。图片出处：麻省理工学院

当另一层材料堆积在第一层的顶端时，亚克力异辛酯的挎包飘浮在顶端，液體层下移到更低、刚度更强的层中。在那里，他们与很长的链相互影响以释放澎涨的力，其对印刷服务平台的黏附性造成短暂性抵御。

研究人员期待对材料产生拓展的缘故能够 有大量的基础理论了解，使她们可以依据实际运用设计制作材料，包含很多印刷高聚物干固后会有1%-3%的收拢典型性材料。

北卡罗来纳莱斯大学应用化学专家教授Michael Dickey说：“此项工作中令人激动，因为它出示了一种在三维物件上建立多功能性电子产品的方式 。一般 ，电子器件解决是在3D平面图上进行的，必须一个平整的表层。这儿出示了一种应用更传统式的平面图技术性在2-D表层上建立电子产品的正本，随后将其变换为3-D样子，另外维持电子元器件的作用，这类变化是根据印刷全过程中在材料中造成地应力的恰当方式 所产生的。”

来源于：材料科技在线

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