可持续的4D可打印生物基形状记忆聚合物,具有线性调性和多刺激启动,用于高级应用
Maksims Jurinovs1, Madara Veseta1, Alisa Sabalina1
1Institute of Chemistry and Chemical Technology Faculty of Natural Sciences and Technology Riga Technical University P. Valdena Str. 3 Riga LV-1048 Latvia.
Small science
|July 16, 2025
概括
研究人员从植物性材料开发了一种新的4D打印形状记忆聚合物. 这种可持续的聚合物具有可调节的特性和远程控制,在先进的应用中性能优于传统塑料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 可持续技术 可持续技术
背景情况:
- 先进的功能性材料对于下一代技术至关重要,要求为石油基聚合物提供环保的替代品.
- 目前的形状记忆聚合物通常依赖于不可再生资源,并且缺乏对属性的精确控制.
研究的目的:
- 为了介绍一种全新的,完全生物衍生,4D可打印的形状记忆聚合物.
- 为了在可持续的材料中实现线性鱼性和远程控制能力.
- 展示生物基材料在先进技术应用中的潜力.
主要方法:
- 使用植物衍生烯酸盐 (例如,烯酸油,异玻烯酸盐,异玻烯酸甲酸盐) 制备具有高生物来源碳含量 (75-87%) 的线性可调性聚合物矩阵.
- 加入碳纳米管 (高达0.2%重量%) 来提高电和热导率.
- 使用光聚合和通过热力学分析进行表征来制造复杂的4D结构.
主要成果:
- 实现了对玻璃过渡温度和机械性能的精确线性控制.
- 对于焦勒加热和光驱动的启动,证明了增强的电热导电性.
- 对复杂的4D打印几何形状 (辅形,螺旋) 展示了超过90%的形状固定性和回收率.
- 与以石油为基础的材料相比,展示了双阶段执行和模块化恢复能力,激活电压较低.
结论:
- 开发的生物基形状记忆聚合物比传统材料提供了更高的性能和可持续性.
- 该材料的调节性质,4D打印能力和远程控制使多功能应用成为可能.
- 这项工作为软机器人,航空航天,医疗设备和智能织品领域的绿色技术铺平了道路.
