想象一下,如果你有一件運動服,當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上呢?將來你也許能找到能做到這一點的裝備,而且它或將使用了哈佛大學研究人員開發的材料。
來自John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)的研究小組創造了一種3D可打印材料,這種材料可以“用可逆的形狀記憶進行預先編程”,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化成不同的形狀。
神奇材料背后的秘密,在于一種在毛發和指甲中存在的蛋白質 —— 角蛋白(Keratin)??茖W家從回收的羊毛中提取了角蛋白,然后通過 3D 打印機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構。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。當一個刺激物被施加到材料上或者它被拉伸時,這些結構物就會展開并重新排列。它保持原來的磷酸鈉狀態,直到過氧化氫被觸發。
在一項測試中,研究人員對一片角蛋白進行了編程,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。但當研究小組再次把那根管子放進水里時,它展開了,變成了折紙星星。
研究人員認為這種材料有助于減少時尚行業的浪費。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,并設置永久形狀的兩步工藝,可以制造出真正復雜的形狀,其結構特征可低至微米級。這使得這種材料適合從紡織到組織工程的廣泛應用?!?/p>
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原文標題:哈佛大學發明了一種類似羊毛的3D打印材料 可改變形狀
文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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