回复第四维度
回复 2021年1月杂志俱乐部:3D打印软材料< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">
亲爱的Kevin，
感谢您的宝贵工作。
在3D打印机中是否随机引入了四维信息，就像您在4D打印中引用的液晶弹性体的晶格构型一样?在这种情况下，我们可以得到意想不到的结果结构。穆罕默德< / p > < p > < / p > < p > < / p > < p > < span > < / span > < / p > < / div > < / div > < / div > < ul类=“链接”> <李类=“comment_forbidden第一去年”> < span > < a href = " / user /登录吗?destination=node/24838%23comment-form">登录或register发表评manbetx体育论
亲爱的Kevin， 谢谢您的回复!< / p > < p > < / p > < p >, < / p > < p >下< / p > < / div > < / div > < / div > < ul类=“链接”> <李类=“comment_forbidden第一去年”> < span > < a href = " / user /登录吗?destination=node/24838%23comment-form">登录或register发表评manbetx体育论
亲爱的Zhijian， 非常感谢您提出这个具有挑战性但很重要的问题。正如你所提到的，形状记忆聚合物可以分为两种类型:(1)单向SMP，在SMP从临时形状返回原始形状后，需要外部刺激来重新编程形状记忆效应(SME)。单向SMP是已应用于4D打印的主要类型，但其缺点很明显，因为它还需要外部负载来重新编程SME。(2)双向SMP (2W-SMP)，可在加热-冷却时循环切换原始形状和临时形状，无需重新编程。 在过去的二十年里，人们为开发2W-SMP做了很多努力[1,2]。然而，在早期，2W-SMP需要一个恒定的外力来实现2W-SME，而2W-SME在去除外力后是无法完成的。这被称为准双向SMP。施加的外力极大地限制了准双向smp在各个领域的应用。因此，更多的研究集中在无应力条件下2W-SMP的研究上。独立的2W-SMP主要是通过定义结晶诱导伸长率(CIE)的取向来实现的[3-6]。但是，到目前为止，我还没有看到任何报道2W-SMP的4D打印的工作。 I think that the key challenges include (i) how to make the 2W-SMP printable. For DLP based 3D printing, how to make the 2W-SMP precursor UV curable while maintaining relatively low viscosity (less than 10 Pa·S) is the key; for DIW based 3D printing, how the make the 2W-SMP precursor have the shear-thinning effect is the key. (ii) How to define the orientation of the CIE . Although the free-standing 2W-SMP does not need external load during actuation, it still requires the application of an external load to define the orientation of CIE. Then, the question is how and when to apply this external load when we print 2W-SMP? To realize 4D printing of 2W-SMP isn’t easy but would be very impactful, we are looking forward to the breakthrough in the near future. Kevin Reference 1. Chung, T.; Romo-Uribe, A.; Mather, P. T., Two-Way Reversible Shape Memory in a Semicrystalline Network. Macromolecules 2008, 41 (1), 184-192. 2. Zhao, Q.; Qi, H. J.; Xie, T., Recent progress in shape memory polymer: New behavior, enabling materials, and mechanistic understanding. Progress in Polymer Science 2015, 49-50, 79-120. 3. Behl, M.; Kratz, K.; Zotzmann, J.; Nöchel, U.; Lendlein, A., Reversible Bidirectional Shape-Memory Polymers. Advanced Materials 2013, 25 (32), 4466-4469. 4. Yang, G.; Liu, X.; Tok, A. I. Y.; Lipik, V., Body temperature-responsive two-way and moisture-responsive one-way shape memory behaviors of poly(ethylene glycol)-based networks. Polymer Chemistry 2017, 8 (25), 3833-3840. 5. Zhou, J.; Turner, S. A.; Brosnan, S. M.; Li, Q.; Carrillo, J.-M. Y.; Nykypanchuk, D.; Gang, O.; Ashby, V. S.; Dobrynin, A. V.; Sheiko, S. S., Shapeshifting: Reversible Shape Memory in Semicrystalline Elastomers. Macromolecules 2014, 47 (5), 1768-1776. 6. Jin, B.; Song, H.; Jiang, R.; Song, J.; Zhao, Q.; Xie, T., Programming a crystalline shape memory polymer network with thermo- and photo-reversible bonds toward a single-component soft robot. Sci Adv 2018, 4 (1), eaao3865. 回复 2021年1月杂志俱乐部:3D打印软材料< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden"> 亲爱的Qi， 感谢您的总结。很棒的工作!现在，在形状记忆聚合物的4D打印中，我们仍然需要施加外力使打印结构记住形状。我很好奇是否有可能打印出一种双向形状记忆聚合物的结构，这种结构在外界刺激下会立即变形。就像在水凝胶和液晶弹性体中所做的工作一样。< / p > < p >谢谢。 志坚
亲爱的Mohammed，
感谢您的提问，很抱歉耽误了我的回复!
首先，我想澄清一下，我在这里展示的关于液晶弹性体3D打印的例子不是4D打印。我们展示了一个例子，利用LCE在单畴态和多畴态之间的相变过程中的能量耗散行为[1]来打印3D晶格结构，该结构可以在撞击时吸收能量。因此，在我们的3D打印结构中，LCE介原被随机排列为具有不同排列方式的有组织液晶域。
除了3D打印吸能结构外，LCEs还被广泛用于打印软执行器和机器人。开创性的研究成果包括Taylor Ware教授团队提出的LCEs的4D打印[2,3]和Jennifer Lewis教授团队提出的3D打印LCEs的无系绳软机器人[3]。由于单畴态和各向同性态之间的相变，打印驱动器和软机器人表现出独立驱动。因此，将介质排列成单畴是实现打印结构独立驱动的关键。到目前为止，由LCEs制成的4D打印结构主要采用基于diw的3D打印技术，该技术在挤压打印过程中通过剪切力使介质对齐。< / p > < p > < span > < / span > < / p > < p > < span >,希望我的回答有帮助。< / span > < / p > < p > < span > < / span > < / p > < p > < span >凯文< / span > < / p > < p > < span > < / span > < / p > < p > < span >引用< / 万博manbetx平台span > < / p > < p > < span > [1] //m.limpotrade.com/node/16853 < a href = " //m.limpotrade.com/node/16853 " > < / > < / span > < / p > < p > < span > [2] Ambulo, c·p;巴勒斯，j.j.; Boothby, J. M.; Kim, H.; Shankar, M. R.; Ware, T. H., Four-dimensional Printing of Liquid Crystal Elastomers. ACS Applied Materials & Interfaces 2017, 9 (42), 37332-37339.
[3] Saed, M. O.; Ambulo, C. P.; Kim, H.; De, R.; Raval, V.; Searles, K.; Siddiqui, D. A.; Cue, J. M. O.; Stefan, M. C.; Shankar, M. R.; Ware, T. H., Molecularly-Engineered, 4D-Printed Liquid Crystal Elastomer Actuators. 2019, 29 (3), 1806412.
[4] Kotikian, A.; McMahan, C.; Davidson, E. C.; Muhammad, J. M.; Weeks, R. D.; Daraio, C.; Lewis, J. A., Untethered soft robotic matter with passive control of shape morphing and propulsion. 2019, 4 (33), eaax7044.