功能性结构的3D和4D组装使用形状变形材料用于生物应用
Soheyl Mirzababaei1, Lily Alyssa Kera Towery1, Molly Kozminsky1,2
1Department of Chemical and Biological Engineering, Iowa State University, Ames, IA, United States.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|April 12, 2024
概括
形状变形材料通过使用像原形这样的原理将二维结构转化为三维结构. 这些先进的材料可以为各种生物医学应用创建功能性的3D仿生设计.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料工程 材料工程 材料工程
- 生物制造的生物制造
背景情况:
- 3D结构对于生物功能至关重要,增加了对体外制造的需求.
- 形状变形材料为特定应用提供了对3D材料属性的精确控制.
研究的目的:
- 审查3D形状变形结构的制造技术.
- 讨论这些材料的常见架构和生物医学应用.
主要方法:
- 总结了制造技术,如光刻和3D打印.
- 分析2D到3D转换的原木和kirigami原则.
- 突出刺激响应材料,以实现动态的架构变化.
主要成果:
- 开发的架构包括抓住,滚动和折叠结构.
- 生物医学应用包括传感器,支架和微创医疗设备.
- 形状变化的材料可以实现动态的建筑变化,作为制造业的"第四维度".
结论:
- 形状变形材料为创建复杂,功能性的3D结构提供了巨大的潜力.
- 未来的方向包括生物模拟和生物灵感设计,用于先进的生物医学解决方案.
- 优化这些材料用于复杂的体内应用仍然存在挑战.


