湖南大學王兆龍課題組《ACS AMI》：光固化、熱變色形狀記憶聚合物助力可變色4D打印

來源： 摩方精密

3D打印結(jié)構(gòu)在特定的環(huán)境和激勵下，其特性及功能隨著時間的改變而發(fā)生變化，被稱之為4D打印技術(shù)。形狀記憶聚合物作為實現(xiàn)4D打印的關(guān)鍵性材料之一，可在一定條件下變形固定后，通過熱、光、電、磁等外部條件的刺激，主動恢復其初始形狀。近年來，形狀記憶聚合物的4D打印在軟體機器人、生物醫(yī)療、航空航天、柔性電子等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，受到了國內(nèi)外學者的廣泛研究和關(guān)注。

近日，湖南大學王兆龍、段輝高教授與南方科技大學葛锜教授合作，基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印機nanoArchS140，開發(fā)了一種能夠同時實現(xiàn)變形變色的形狀記憶聚合物體系，設(shè)計制造了精度高達20μm的特征結(jié)構(gòu)，該材料體系用于二維碼和多級防偽圖案的高精度制造，實現(xiàn)了多重加密和特定溫度區(qū)間的信息顯示，并有望用于數(shù)據(jù)加密、智能防偽等領(lǐng)域。這項工作為構(gòu)建功能化的4D打印提供了新的材料體系，還激發(fā)了數(shù)據(jù)加密和防偽的新方法，有利于拓寬4D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。相關(guān)成果以“Color-Changeable Four-Dimensional Printing Enabled with Ultraviolet-Curable and Thermochromic Shape Memory Polymers”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c02656

該工作得到了國家自然科學基金、湖南省優(yōu)秀青年基金、廣東省重點研發(fā)計劃，長沙市科技局等資金支持。

圖1 面投影微立體光刻技術(shù)（摩方精密，nanoArchS140）原理和材料設(shè)計

圖2 基于面投影微立體光刻技術(shù)制造高精度(20μm)和復雜3D結(jié)構(gòu)，3D打印結(jié)構(gòu)具有快速顏色響應(yīng)和變色循環(huán)穩(wěn)定性

圖3 基于面投影微立體光刻技術(shù)制造的3D結(jié)構(gòu)的形狀記憶行為，具有優(yōu)異的變形變色能力

圖4 基于面投影微立體光刻技術(shù)加工QR碼和多級防偽圖案，在室溫下隱藏可見信息，并通過加、解密、再加密等步驟和形狀顏色恢復過程實現(xiàn)信息的可視化，實現(xiàn)多重加密和特定溫度區(qū)間的信息顯示。