隨著3D打印技術(shù)日益為人們所知，4D打印的概念也開(kāi)始時(shí)不時(shí)地被人提起。而所謂的4D打印，實(shí)際上就是對(duì)具有形狀記憶功能的智能材料，比如形狀記憶聚合物（SMPs），等的3D打印，通常這種材料在打造成為新的形狀以后，在受到外部刺激，比如熱、應(yīng)力等，會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的形狀。

　　近日，在耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)Casali應(yīng)用化學(xué)中心的一群研究人員，就將4D打印引入了柔性電子領(lǐng)域。更重要的是，這群研究人員使用一臺(tái)PLA 3D打印機(jī)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)形狀記憶聚合物的打印。在此之前，科學(xué)家們進(jìn)行4D打印要么使用低級(jí)的擠出式打印機(jī)，要么使用高端的多材料噴墨3D打印機(jī)。而Casali中心的研究人員使用的則是一臺(tái)Asiga Pico Plus39 DLP光固化3D打印機(jī)，就能夠以比我們通常使用的3D打印機(jī)更高的分辨率打印SMPs。

　　“此外，”該項(xiàng)目的研究人員Michael Layani說(shuō)：“在此之前，4D打印的結(jié)構(gòu)主要是基于其敏感的部位的，也就是說(shuō)其整個(gè)結(jié)構(gòu)只有一小塊具有反應(yīng)性，因此其形狀記憶行為是有限的，只能沿著特定的執(zhí)行路線進(jìn)行，而我們的結(jié)構(gòu)則是完全自由的，可以對(duì)其形狀記憶路線進(jìn)行編程。”

　　在最近提交給《Advanced Materials》的一篇名為《用形狀記憶聚合物3D打印柔性電子器件（3D Printing of Shape Memory Polymers for Flexible Electronic Devices）》的論文中，研究人員們解釋了他們是如何將SMPs用于柔性電子領(lǐng)域的。

　　在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種工藝，該工藝能夠創(chuàng)建出具有完整運(yùn)動(dòng)能力的結(jié)構(gòu)，而不是只有特定的部分可以運(yùn)動(dòng)。他們創(chuàng)造了一個(gè)定制的加熱樹脂桶，在這個(gè)樹脂桶中Asiga 3D打印機(jī)的打印平臺(tái)是逐層降低的。通過(guò)在底部用UV光進(jìn)行逐層固化，他們能夠避免氧分子的抑制作用。除此之外，研究人員還在網(wǎng)絡(luò)上下載了一些開(kāi)源的STL文件，用于打印測(cè)試模型，比如一只鳥、一個(gè)埃菲爾鐵塔和一個(gè)血管支架。

　　這些3D打印出來(lái)的模型在室溫條件下是剛性、蠟樣的，然后研究人員使用熱風(fēng)槍將其加熱到熔點(diǎn)以上，它們就變軟了并可以再塑形。于是研究人員改變了它們的形狀并將其冷卻到熔點(diǎn)溫度以下，使其重新固化。但是當(dāng)它們?cè)俅伪患訜釙r(shí)，記憶被觸發(fā)，模型又恢復(fù)了其原始的形狀。

　　研究人員們稱，在將此技術(shù)應(yīng)用于柔性電子電路時(shí)，可將SMPs集成到導(dǎo)電材料中以觸發(fā)其移動(dòng)能力。比如一個(gè)平板的SMP電路，用導(dǎo)電的銀納米粒子油墨印刷，可以通過(guò)施加和撤銷電壓觸發(fā)其運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致電路的開(kāi)啟和關(guān)閉。

　　“這樣的響應(yīng)對(duì)象可用于軟機(jī)器人、微創(chuàng)醫(yī)療設(shè)備、傳感器和可穿戴電子產(chǎn)品的制造等。”研究人員說(shuō)，“3D打印技術(shù)的使用克服了熱固性樹脂難以加工的特性并可以實(shí)現(xiàn)其它技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜的幾何形狀。”

　　下面是一個(gè)視頻是研究人員使用該技術(shù)打印的飛龍，它在70°C的熱刺激下恢復(fù)到了原來(lái)的形狀。注意，視頻里的速度是實(shí)際發(fā)生速度的16倍：