基于毛细体力辅助组装的玻璃微结构的4D打印
Yuan Tao1, Rui Li2, Zhaoxin Lao3
1CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials, Key Laboratory of Precision Scientific Instrumentation of Anhui Higher Education Institutes, Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China.
ACS nano
|November 18, 2025
概括
这项研究引入了一种新的毛细血管力辅助方法,用于四维 (4D) 打印玻璃微结构. 这种技术使得创建复杂的,空洞的玻璃架构,以前无法通过增材制造实现.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 微型制造业的微型制造
背景情况:
- 四维 (4D) 打印允许简单结构的编程形状变化,以创建复杂的三维 (3D) 架构.
- 玻璃微结构的4D打印具有挑战性,因为玻璃的可变形性有限,缺乏可靠的变形机制.
研究的目的:
- 为玻璃微结构的4D打印提供毛细体力辅助的组装方法.
- 在制造的玻璃微结构中实现可编程的变形能力.
- 为了克服使用增材制造制造复杂玻璃几何形状的制造局限性.
主要方法:
- 使用双光子聚合制造的前体微结构的制造.
- 通过毛细血管力对微结构的后打印重构,以形成复杂的3D微组件.
- 热烧结以产生透明的玻璃微结构.
主要成果:
- 通过可编程变形实现了玻璃微结构的4D打印.
- 实现了几何复杂和空洞玻璃微型架构的制造.
- 展示了基于玻璃的手术超材料,具有巨大的手术反应和增强的稳定性.
- 在完全封闭的空洞微型架构中成功封装了无机粒子.
结论:
- 毛细管力辅助组装方法为先进的玻璃微型制造提供了一个可扩展的平台.
- 该方法允许4D打印功能无机设备,包括复杂的空心结构.
- 开发的技术扩大了创建复杂玻璃微设备和元材料的可能性.
