2019年6月28日,《自然》研究亮点栏目发表文章,介绍了吉林大学与英国曼彻斯特大学的联合研究成果——仿生变形变色双响应4D打印。
2013年麻省理工提出了4D打印概念,即3D打印的结构能够在外部条件改变时,随着时间的推移其形状能够产生可编程的变化。4D打印概念提出后,引起了极大的关注,随即成为研究热点。
然而,虽经过大量的研究,4D打印到目前仍然局限于形状、结构等几何特征的变化。王京春、刘庆萍(吉林大学),任雷(曼彻斯特大学,吉林大学长江学者讲座教授)和他们的团队,基于生物根据环境改变自身形状和色彩的行为,提出了可以同时改变形状和颜色的仿生变形变色双响应4D打印。
他们运用形状记忆聚合物和感温变色染料,制备了可以变形变色的3D打印材料,运用创新的控形控性仿生3D打印技术,通过控制工艺参数和外激励条件,协调变形变色行为,实现了仿生可编程变形变色双响应4D打印。
运用这种技术,4D打印了可同时变形变色的仿生花和章鱼。双响应4D打印的花朵可以在外界温度变化时开花、变色。双响应4D打印的章鱼触须可以在温度变化时,以不同的速度伸展,并产生协调的颜色变化。
仿生变形变色双响应4D打印,运用仿生技术拓展了4D打印的内涵,有助于加深对4D打印的理解,并启发人们探索、挖掘4D打印的内在潜力。