莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学用3D打印机制作的变形材料，通过温度、电流或压力的变化，从原来的形状变成了另一种形状
此示例显示了如何将一个打印配置编程为各种形状
学分:凡尔杜斯科实验室/莱斯大学 柔软的机器人和生物医学植入物可以根据需要重新配置自己，通过一种新的打印变形材料的方式更接近现实
拉斐尔·维杜斯科和莱斯大学布朗工程学院的研究生摩根·巴恩斯开发了一种打印物体的方法，当物体暴露在温度、电流或压力的变化下时，可以被操纵成不同的形式
研究人员认为这是反应式四维打印
他们的工作发表在美国化学学会杂志《美国化学学会应用材料与界面》上
2018年，他们首次报道了在模具中制造变形结构的能力
但是在三维打印中使用相同的化学物质将结构限制在同一平面的形状上
这意味着没有凸起或其他复杂的弯曲可以被编程为替代形状
Verduzco说，克服这一限制，将印刷过程与成型分离开来，是朝着更有用的材料迈出的重要一步
“这些材料一旦制造出来，就会自动改变形状，”Verduzco说
“我们需要一种方法来控制和定义这种形状变化
我们简单的想法是使用多重反应来打印材料，然后决定它将如何改变形状
我们的方法不是试图一步到位，而是在控制初始和最终形状方面提供了更大的灵活性，并允许我们打印复杂的结构
" 水稻工程师拉斐尔·凡尔杜斯科和研究生摩根·巴恩斯领导开发了一种3D打印材料的方法，通过应用温度、电流或压力将材料从一种形状变成另一种形状
学分:杰夫·菲特洛/莱斯大学 实验室面临的挑战是创造一种液晶聚合物“墨水”，这种墨水结合了分子间相互排斥的化学连接
一个建立原始的印刷形状，另一个可以通过物理操作印刷和干燥的材料来设置
在紫外光下固化替代形式会锁定这些链接
一旦设定了两种编程形式，材料就可以在加热或冷却时来回变形
研究人员必须找到一种聚合物混合物，这种混合物可以在催化剂浴中印刷，并且仍然保持其原始的程序形状
巴恩斯说:“我们必须优化许多参数——从所用的溶剂和催化剂，到溶胀度和油墨配方——以使油墨足够快地固化，从而能够打印，同时不抑制所需的最终形状驱动。”
一张图显示了莱斯大学实验室使用3D打印制作变形材料的过程，这些材料可能有助于制造软机器人或作为生物医学植入物
学分:凡尔杜斯科实验室/莱斯大学 该过程剩下的一个限制是能够打印不受支持的结构，如列
她说，要做到这一点，需要一种在印刷过程中凝胶刚好足以支撑自身的溶液
获得这种能力将使研究人员能够打印更复杂的形状组合
巴恩斯说:“未来的工作将进一步优化印刷配方，并使用支架辅助印刷技术来制造在两种不同复杂形状之间转换的致动器。”
“这开启了印刷软机器人的大门，它可以像水母一样游泳，像蟋蟀一样跳跃，或者像心脏一样输送液体
"
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