西安交通大学科研团队：研究成果连续纤维复合材料4D打印取得新进展

 

　　西安交通大学科研团队利用液晶弹性体的可逆热致伸缩变形能力，结合连续纤维材料的优异力学性能，提出一种基于连续纤维增强液晶弹性体的直写4D打印方法，液晶弹性体复合材料内部嵌入的连续纤维起到了显著增强力学性能以及实现弯曲变形效果的作用。近日，该研究成果发表于《自然-通讯》。

　　4D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，无法实现多功能融合。

　　新打印方法则能够通过调控纤维在复合材料内部的位置，实现打印结构可控的承载特性及变形形态。这样打印出的液晶复合材料可以承受高达自身重量2805倍的载荷，并在150℃条件下实现0.33 mm-1的弯曲曲率。利用这一工艺，可以制备具有承载能力及变形能力的复合材料桁架结构，解决传统4D打印结构力学承载性能差的难题。