用于4D打印的刺激响应水凝的设计和应用:对工程中的适应性材料的审查
Muhammad F Siddique1, Farag K Omar1, Ali H Al-Marzouqi2
1Mechanical and Aerospace Engineering Department, College of Engineering, United Arab Emirates University, Al Ain 15551, United Arab Emirates.
Gels (Basel, Switzerland)
|February 26, 2026
概括
响应刺激的水凝是智能材料,可以根据温度或光等外部触发物改变性能. 本综述探讨了它们的设计,制造和应用,为适应性系统的挑战提供了解决方案.
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
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 响应刺激的水凝是先进的智能材料,具有多种应用.
- 它们的行为是由聚合物化学和外部刺激之间的相互作用决定的.
- 现有的评价往往缺乏整体的,比较的方法.
研究的目的:
- 提供对刺激反应性水凝的全面审查.
- 引入一个连接刺激,制造和应用的多维框架.
- 突出挑战和工程解决方案,以便在实践中部署.
主要方法:
- 深入探索材料设计,分类和制造策略.
- 对各种外部刺激 (温度,pH,光等) 的分析. 和它们的影响.
- 审查生物医学工程,软机器人和制造业中的应用.
- 专注于4D打印和动态系统.
主要成果:
- 详细检查刺激如何影响水凝特性.
- 一个新的框架,将刺激反应与制造和应用领域联系起来.
- 确定关键挑战:机械脆弱性,缓慢启动,扩大规模.
- 建议的解决方案:混合材料,异型结构,多刺激集成.
结论:
- 响应刺激的水凝为下一代适应性系统提供了巨大的潜力.
- 将材料创新与功能设计相结合,对于克服部署挑战至关重要.
- 本综述是该领域的研究人员和工程师的资源.
