智能合成皮肤技术取得重大进展
合成材料广泛应用于科学、工程和工业领域，但大多数被设计为只能执行有限的任务。宾州州立大学的研究团队由工业与制造工程助理教授Hongtao Sun领导，致力于改变这一现状。他们开发了一种新型制造技术，可以生产多功能"智能合成皮肤"。这些可编程材料可以执行多种任务，包括隐藏或显示信息、实现自适应伪装以及支持软体机器人系统。 研究背景：传统合成材料行为固定，无法适应不同环境。受章鱼等头足类动物快速改变皮肤外观和纹理的启发，研究团队提出了4D打印智能皮肤的概念——打印出的物体能够主动响应环境条件变化。 Sun表示："头足类动物利用复杂的肌肉和神经系统系统来动态控制皮肤的外观和纹理。受这些柔软生物体的启发，我们开发了一种4D打印系统，在合成的柔软材料中捕捉了这一理念。"之所以称为4D打印，是因为打印出的物体不是静态的，而是能够根据外部条件主动变化。 研究团队使用水凝胶——一种柔软、富含水的材料——创建了可编程智能皮肤。与传统行为固定的合成......阅读全文
智能合成皮肤技术取得重大进展
合成材料广泛应用于科学、工程和工业领域，但大多数被设计为只能执行有限的任务。宾州州立大学的研究团队由工业与制造工程助理教授Hongtao Sun领导，致力于改变这一现状。他们开发了一种新型制造技术，可以生产多功能"智能合成皮肤"。这些可编程材料可以执行多种任务，包括隐藏或显示信息、实现自适应伪装以及
水凝胶的仿生变色皮肤的相关研究
刺激响应性颜色变化在自然界中较为普遍。例如，海洋软体动物、蝴蝶、鱼、蜘蛛和花等生物已经进化出利用动态颜色变化来实现适应性伪装、隐蔽和警报等功能。受到这些生物体变色现象的启发，研究人员开发了多种基于聚合物薄膜、弹性体和水凝胶等软材料的人工变色体系。其中，高分子水凝胶由于具有类生物组织的模量及本征软
4D打印双重刺激响应海藻酸钠水凝胶研究获进展
刺激响应性水凝胶具有优异的生物相容性，并可感知外界刺激并做出响应，在生物医学领域具有较好的应用前景。目前，刺激响应性水凝胶依然存在机械性能差、响应性单一等缺点。因此，制备机械性能优异、多重刺激响应性水凝胶材料尤为重要。 近日，中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研发中心研究员王齐华、
4D打印:－百变生物材料
3D打印方兴未艾，来自麻省理工大学建筑学系的蒂比茨(SkylarTibbits)便在今年美国TED(技术、娱乐、设计)大会上提出了“4D打印”的概念。他将一根带有关节的3D打印复合材料长绳扔进水中，长绳便如变形金刚般神奇地自动变形为事先设计好的形状。为3D打印的物体添加“时间”纬度，让物体变得拥
随意变形4D打印智能材料能随温度改变性质形状
美国罗格斯大学—新不伦瑞克工程师创造了一种柔性轻质材料，经4D打印后的材料可用于飞机和无人机的机翼、柔软机器人、微型植入式生物医疗装置等，能更好地实现减震和变形。相关成果发表在最近一期《材料视界》杂志中。 3D打印也被称为增材制造，可通过逐层打印的方式，将预先构建的数字蓝图转变为物体。 基于
新型3D打印水凝胶可实现复杂而精确的仿生可控变形
含羞草在触碰下的收缩、松果在湿度下的开合以及毛膏菜在激素刺激下的叶片卷曲等，是自然界生物在外部刺激下的既有趣又与其功能息息相关的驱动变形行为。为探索与之相关的仿生变形行为，研究人员发展了多种刺激-响应性材料以及相应器件的构筑方法。近年来，水凝胶以其优异的柔弹性、吸水性，以及响应性单体的兼容性等优
高强度和抗溶胀的水凝胶材料制作仿生软骨
软骨是人体关节的保护性组织，因其内部基质为凝胶态，表现出优异的弹性和抗溶胀性。关节软骨受损后，功能逐渐丧失，会严重影响人体的运动功能，因此在仿生材料领域，关节软骨替代材料的研究越来越受到研究者们的青睐。其中，水凝胶材料因其与软骨接近的网络结构，已成为仿生软骨材料领域研究最广泛的体系之一。然而，常
3D打印仿生“麦芒”智能调控装置问世
野生麦子如何钻进土壤，实现野外自适应播种？麦芒卡到嗓子里，为何越咳越深？这些看起来不起眼的现象背后，隐藏着尚未被认识的科学机制，即摩擦各向异性。中科院兰州化学物理研究所材料表面与界面行为研究组系统揭示了这些现象背后的科学机制，并据此研发了3D打印仿生“麦芒”智能调控装置。该成果日前发表于《微尺度
编程人工水凝胶实现为生物机器人和组织工程开辟新途径
据最新一期《自然·通信》报道，美国德克萨斯大学阿灵顿分校（UTA）研究人员开发出一种新方法，可对二维（2D）水凝胶进行编程，使其以空间和时间可控的方式进行扩展和收缩，形成复杂的3D形状，并实现运动。研究人员表示，该技术可能改变柔性工程系统或设备的设计和制造方式，其潜在应用包括仿生柔性机器人、人
微纳3D打印，更精准更宏观
飞秒激光直写无机纳米结构的光场分布示意图。（郑美玲提供） 飞秒激光被用于眼科手术治疗近视，已经为人熟知。 但它能做得远不止于此。飞秒激光直写作为一种有效的三维微纳精细加工技术，可以在多种透明光学材料中实现微小型
微纳3D打印，更精准更宏观
飞秒激光直写无机纳米结构的光场分布示意图。（郑美玲提供） 飞秒激光被用于眼科手术治疗近视，已经为人熟知。 但它能做得远不止于此。飞秒激光直写作为一种有效的三维微纳精细加工技术，可以在多种透明光学材料中实现微小型
灵感来源于枯萎的叶子！仿生4D打印出可变形血管支架
近日，大连理工大学王华楠教授团队根据许多枯萎的叶子或花朵在脱水后自发卷曲，从扁平结构转变为管状结构的自然现象，开发了一种创新策略来设计刺激响应支架，该支架能够从扁平的2D结构可编程地转换为各种卷曲的3D组织模拟结构。相关成果发表在《先进功能材料》上。传统的通过双层结构设计可响应变形支架通常只能引起各
沈阳自动化所磁热联合驱动微型软体机器人研究取得进展
近日，中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室微纳米自动化课题组在磁热联合驱动的微型软体机器人研究中取得新进展。科研人员利用4D打印技术制备的软体机器人在近红外光和磁场的联合驱动下，展示了弯曲形变、夹取及搬运功能，在微结构搬运、药物控释等方面展现出重要的应用前景。相关研究成果发表在Com
宁波材料所在智能荧光高分子水凝胶的材料构建获进展
智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料，由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子，在合适的外界刺激作用下，易与周围的水溶液发生物质交换，诱导水凝胶的溶胀或去溶胀，同时伴随着发光颜色或强度的显著变化，因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子
连续纤维复合材料4D打印取得新进展
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505013.shtm4D打印结构能够在外界刺激下产生可编程的形状及性能变化，因而在航空航天、软体机器人、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。然而，当前的4D打印结构通常无法兼顾大变形能力和力学承载能力，无法
磁热联合驱动微型软体机器人研究取得进展
近日，中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室微纳米自动化课题组在磁热联合驱动的微型软体机器人研究中取得新进展。科研人员利用4D打印技术制备的软体机器人在近红外光和磁场的联合驱动下，展示了弯曲形变、夹取及搬运功能，在微结构搬运、药物控释等方面展现出重要的应用前景。相关研究成果发表在Com
水凝胶半导体材料问世
在最新一期《科学》上，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院团队展示了界面生物电子学领域的新突破：他们创造出具有强大半导体功能的新型水凝胶材料。这种新型蓝色凝胶能够在水中像海蜇一样浮动，同时还具有出色的半导体功能，可实现生物组织与机器之间的信息传输。 理想的用于连接电子组件和活体组织的材料应当是柔软、
新研究实现多材料高精度4D打印多彩结构色
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/10/510330.shtm
科学家最新研制4D打印材料－能够变形自组装
据国外媒体报道，目前，美国麻省理工学院的研究人员正在研制一种“4D打印技术”，能够将宏观等级3D打印材料按照预编程序自组装成为确定结构和外型。 最新研制的4D打印材料能够变形自组装 这项技术将潜在改变建筑和制造业，更容易地建造环境空间，例如构造太空基础设施，太空的恶劣气候状况将
麻省理工推4D打印技术－PVC树脂为关键材料
近日在美国加州举办的TED大会上，麻省理工学院自动化实验室介绍了4D打印新技术。 据介绍，与3D打印相比，第四个D(维度)指的是时间。即在运用原有3D的打印技术的基础上，打印材质本身会伴随着时间而发生形状的改变。 从麻省理工学院的介绍中发现，复合材料是通过Auto
清华大学研制成功DNA水凝胶3D打印材料
近日，在北京市科委先导与优势材料专项的支持下，清华大学化学系刘冬生课题组与英国瓦特大学Will Shu（舒文淼）等单位合作成功研制出可应用于活细胞3D打印的DNA水凝胶材料。该成果被2月26日出版的《自然》（Nature）作为研究亮点报道关注，Nature评价该材料是“一种非常有前景的打印三维
新型水凝胶皮肤具有触觉传感能力
英国剑桥大学生物启发机器人实验室的研究人员创造了一种新的基于水凝胶的皮肤，这种极其柔韧的皮肤使用一系列电极和一种算法重建触觉刺激，让机器人能够检测物体的触觉特性，复制人类的触觉，有望促进软体机器人的开发。相关研究论文刊发于3日出版的《今日材料电子》杂志。世界各地的研究人员都对如何用柔性和可拉伸材料制
4D打印柔性电极遇水自动折叠并包裹在细小神经周围
在高真空下将一层薄薄的金沉积到3D打印结构上 特定神经可进行人为刺激以治疗疼痛。但神经越细，与所需电极的连接就越困难。德国慕尼黑工业大学和日本NTT医疗与健康信息学实验室的科学家现已开发出采用4D打印技术生产的柔性电极。一旦接触到水分，它们就会自动折叠并包裹在细小的神经周围。该研究发表在新一期
用离子液体水凝胶合成多级孔载体负载的纳米催化材料
离子液体一种绿色功能介质，具有不挥发、性质稳定、熔点低、液态温度宽、溶解能力强、功能可设计等优点，在化学反应、材料科学、萃取分离等领域有广阔的应用前景。离子液体性质和应用研究具有重要的意义。 在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，化学所胶体、界面与化学热力学实验室
美国研究人员合成一种水凝胶高分子材料
来自美国的研究人员近日开发出一种新的高分子材料，它能够帮助修复受损的关节软骨，有望为骨关节炎患者带来福音。 关节软骨中存在着一种名为糖胺聚糖的大分子物质，它能够与水分子结合，帮助关节承担负荷，抵抗磨损。在骨关节炎患者中，软骨中的糖胺聚糖含量减少，关节软骨承受负荷能力下降，因此患者会经常感到疼痛
科学家为多肽仿生材料应用“画像”
多肽仿生材料是指借鉴自然界中的天然蛋白质、病毒、生物矿物等的结构与功能设计特定的肽序列，进而通过非共价或共价作用力调控形成的具有特定结构与功能的一类生物材料。“多肽仿生材料是指借鉴自然界中的天然蛋白质、病毒、生物矿物等的结构与功能设计特定的肽序列，进而通过非共价或共价作用力调控形成的具有特定结构与功
水凝胶“智能纹身”：未来健康检测“晴雨表”
进行微针贴片检测时，微针仅刺入皮下不足1毫米处，不会触及神经和血管，因此不会流血，患者无痛感。微针刺入皮下后作为“墨水”的4种检测剂会对人体葡萄糖、pH值、尿酸和温度进行检测，并在受测部位呈现不同颜色。 近日，西安交通大学生命学院仿生工程与生物力学研究所研究人员开发了一种由水凝胶微针贴片制备的
我国学者利用墨水直写打印技术实现复杂水凝胶精细打印
水凝胶具有高的水含量和丰富的理化性能，在生物医学领域具有重要应用价值。三维水凝胶支架具有可控的结构、尺寸和孔隙，能够为细胞的增殖分化提供合适的微环境，进而高效地实现组织的修复和再生。近年来，基于3D打印技术（也被称为增材制造）在结构成型方面的显著优势，使其在构筑复杂的三维水凝胶支架方面表现出巨大
全球首款自适应水凝胶仿生吸盘成功开发
“轻一点，再轻一点！”实验室里，一只机械臂缓缓伸向盛在碗里的生蛋黄。围观的几位科研人员屏住呼吸——蛋黄表面那层薄膜薄到几乎透明，任何轻微挤压都可能前功尽弃。然而，机械臂前端的“吸盘”只是温柔地贴住蛋黄，稳稳提起，再平稳放回。蛋黄完好如初，甚至没留下指纹。近日，中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国
瑞士4D打印技术研发取得进展
目前3D打印技术已经非常普及，而4D打印就是在三个维度的立体空间中进行的3D打印再增加一个时间维度，使打印的物体能够随时间的延续按照预先设计的要求发生外型和结构的变化，最终形成所需要的物体。4D打印技术属于世界最前沿，目前世界上只有为数不多的科研团队在进行前瞻性研究，瑞士苏黎世联邦理工大学工程设