4D打印是一种先进的技术,它能够在三维空间中添加一个时间维度,使得打印的物体能够随着时间的变化而改变形状或属性。这种技术在制造可变形和适应性强的物体方面展现出巨大潜力。
封伟教授领导的团队在4D打印领域取得了一项创新成果,他们研发出了一种新型的软体机器人。这种机器人一旦打印完成,就具备了热致形变的能力,无需额外的加工或组装步骤。这项研究发表在了《Cell》出版社的顶级期刊《Matter》上。
通过4D打印技术,封伟团队能够直接制造出具有感知和适应能力的智能软体机器人。这些机器人能够自主地改变方向,类似于昆虫的触须,能够感知前方的障碍物,并据此调整前进或绕行。
封伟教授解释说,3D打印能够自动地将设计理念转化为实体零件,而4D打印则在此基础上增加了时间维度,使得智能材料能够根据热刺激作出响应。团队通过4D打印技术精确加工了一种名为显示屏弹性体材料的智能材料,从而制造出了能够感知和适应环境的智能软体机器人。
这些软体机器人能够通过热感应来自主地改变形态,以此来调节移动速度和方向。当这些机器人放置在加热的平台上时,它们能够自主地翻转。这一过程完全自动,无需外部环境的干预。
此外,这些自主软体机器人的携带能力非常惊人,其容积可以达到其重量的大约40倍。在未来的应用中,它们有望在高温等极端环境下进行物品运输和智能监测。
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