液晶弹性体复合材料的4D打印,使用连续纤维增强
Huan Jiang1, Christopher Chung1, Martin L Dunn2
1Department of Mechanical Engineering, University of Colorado Denver, Denver, CO, 80217, USA.
Nature communications
|October 1, 2024
概括
本研究介绍了液晶弹性体 (LCE) 复合材料的4D打印方法,可实现可编程的形状变化和用于先进应用的增强机械性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 多功能复合材料对于需要适应刺激的应用至关重要.
- 液晶弹性体 (LCE) 提供动态响应,但需要先进的制造.
- 连续纤维增强可以提高复合材料的性能.
研究的目的:
- 引入连续纤维增强LCE复合材料的4D打印方法.
- 为了证明这些复合材料的可调节执行和机械性能.
- 探索软机器人,可穿戴电子产品和人工肌肉的应用.
主要方法:
- 使用连续纤维的LCE复合材料的4D打印技术.
- 在打印过程中通过剪切力控制中位素对齐.
- 通过打印参数编程可逆折叠变形.
- 包含导电纤维用于电感应形状变形.
主要成果:
- 实现了具有可编程,可逆折叠的单域LCE复合材料.
- 证明了高的起动力和改进的能量吸收/保护.
- 通过路径调整启用了各种形状变化的配置.
- 成功创建了电气响应的LCE复合材料.
结论:
- 开发的4D打印方法具有成本效益,可用于LCE复合材料.
- 这种方法促进了用于先进应用的多功能材料的设计.
- 复合材料在软机器人,可穿戴电子产品和人工肌肉方面显示出巨大的潜力.
