“光刻写”实现复杂三维形变的原位调控

【作者】 陈婷珽； 金桥； 计剑；

【机构】 浙江大学；

【摘要】 内应力诱导的自塑形材料可以在合适的刺激下发生三维形变,在植入材料,微流道,仿生机器人等领域有广阔的应用前景。目前,实现材料自塑形的方法主要是在平面材料中引入图案化结构,在合适的刺激下,同一平面中的不同区域发生不同响应,从而产生内应力,诱导材料的形变。这种自塑形材料可以以预设方式向目标形状转变,在材料形状的动态控制方面具有明显优势。但是由于这种材料中形变信息是固定的,难以实现形变的原位调控。我们介绍了一种形变信息"按需刻写"的方式解决这一局限性。本研究以常见的形状记忆材料Nafion和具有光热转变能力的聚多巴胺的复合材料为模型详细阐述了这种方法。我们通过高温拉伸和低温固定的方式获得处于均匀拉伸状态的材料,通过近红外光照诱导局部形状恢复,引发内应力,实现三维形变。这一过程中,平面材料是均匀的刺激响应材料,形变信息由光照控制,可以实现形变步骤任意可调的多步形变和具有"私人订制"特点的三维形变。更多还原