@ 2016.01.27 , 23:00
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4D打印出花朵,离替换器官又近一步

就在3D打印尚未完全向人们揭露自己所有功能的时候,科学家们已经开始推行4D打印。这种与3D打印类似的过程能够创造出随着时间流逝自行改变形态的物品。现在,哈佛某实验室已经利用4D打印创造出了带褶子的精致花朵。

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4D打印并不是什么新奇的东西,它通常需要用到多种材料,这种固定形状的硬质材料和软材料的结合能够在特定情况下,优先调整某些有弹性的结构。一队来自哈佛大学的科学家们从自然界中得到了灵感,利用单一材料创造出了能够自行弯折和扭曲的结构。

来自哈佛大学的Jennifer Lewis表示:“我们想借鉴大自然的例子,于是我们想到了类似花朵开放这种自然界中形状转变复杂的构造。”

该团队特别地模拟了植物细胞的构造,植物细胞内对齐的纤维素纤维限制了它们的移动范围。他们将木浆中提取的纤维素纤维与丙烯酰胺水凝胶(一种胶状物,遇水会扩大)混合在一起。当混合材料从3D打印机的喷嘴中喷出时,这些纤维在丙烯酰胺水凝胶内排列成行,意味着打印出来的物体只能纵向扩张,无法横向扩张。

材料本身的性能相当有限,不过该研究团队还研发出了一种数学模型,能从纵横交错的设计中得到曲线形状,并利用纤维的排列来确保材料弯曲的形状与该团队的预期一致。Lewis说:“我们能根据打印材料的方式来使其弯曲、扭转和波动。”

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测试的时候,该团队打印出了两朵形状一样的花,但它们被浸没到水里之后,五个花瓣卷曲的方向不同。他们还模仿了某种兰花的设计,其扁平的形状弯曲之后与真正的兰花非常接近。该团队还在凝胶里加入了荧光染料,让人们能更好地看到花朵,也让花朵变得更加漂亮。

目前该团队正在探索该技术的潜在应用方向,包括最终能培育出新器官的组织工程学。未来,受损组织的替代品能像一张平板纸一样被打印出来,并自行变成人们需要的形状。

本文译自 Newscientist & Gizmodo,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 15+1

  1. 放开那个粗绳
    @2 years ago
    3049900

    在特定条件下增大…

  2. purple
    @2 years ago
    3049913

    在某某地方看的8d电影。。

  3. 野马
    @2 years ago
    3049922

    一波未平一波又起

  4. 琪露诺
    @2 years ago
    3049923

    离替换植物的生殖器官又近了一步

  5. 客观人士
    @2 years ago
    3049928

    四维?这么吊

  6. 屁屁疼
    @2 years ago
    3049948

    tRNA冷笑:搁我们这儿都是祖传收益

  7. 一一
    @2 years ago
    3049951

    不好意思,看标题我以为魏吉娜又有了新的称呼

  8. 裤兜里的毒药
    @2 years ago
    3050037

    不是菊花不科学

  9. 菌菌菌
    @2 years ago
    3050043

    @客观人士: 加了个时间维度,就是随着时间会形状改变

  10. necrohan
    @2 years ago
    3050083

    明明是3D打印,非要说成4D

  11. 3050091

    就和国内很多医院把B超3维伪彩成像包装成4维B超多收钱一样。

  12. jerrybie
    @2 years ago
    3050129

    看我再加个D 5D 或者革命性的革新 5E打印

  13. 卡卡罗特
    @2 years ago
    3050250

    怎么把时间打印出来

  14. 3050553

    不是3D打印么,怎么又变成了4D打印……让我想起中学时候出了MP3之后,就有厂商推出了MP4,MP5……最后丫的还有MP6……

  15. 胖子
    @2 years ago
    3050591

    对打印器官一直抱怀疑态度
    形状材质一样,功能就一样吗?

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