莱斯大学研究人员研发出更具灵活性与自主性的软体机器人材料

世界各地学府的科学家们一直在研究更高灵活性，自主性的软体机器人和医疗注入物，希望可以根据需求重新配置自己，这对材料的要求很高。由于莱斯大学布朗工程学院的研究人员的努力，这种变形材料离现实更近了。科学家们开发出了一种打印物体的方法，当暴露在温度变化、电流或者压力下，这些物体可以被操纵成其他形式。

研究人员认为这就是反应式4D打印。自2018年以来，科学家们已经能够在模具中制造出可以改变形状的结构，但3D打印中使用的相同化学成分将结构限制在同一平面上的形状。这意味着形状变化的材料无法设计成凸起或其他复杂的曲线作为其交替形状。

克服这一限制，研究人员将打印过程与塑形过程脱钩。研究人员表示，他们设计的材料一旦制造出来，就可以自主改变形状。该团队的想法是依次使用多种反应来打印材料，然后决定它如何改变形状。新的方法不是试图一步完成所有的形状变化，而是在控制初始和最终形状方面提供更多的灵活性。

最大的挑战是创造一种液晶聚合物墨水，它结合了一套分子之间相互排斥的化学链接。例如，一旦这两种程序化的形式复位，材料在加热或冷却时就可以前后变形。一个挑战是找到一种聚合物混合物，可以在催化剂浴中打印，并仍然保持其原始编程形状。

新工艺尚存的一个限制是打印无支撑结构的能力，如柱子。实现这一点需要一种解决方案，它的胶化程度足以在打印过程中支撑自己。研究人员正在努力实现这一目标，一旦实现，将使研究人员能够打印出更为复杂的形状组合。