2023首篇Nature:哈佛大学多材料螺旋3D打印新方法
2023年1月23日
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在自然领域,具有独特功能的螺旋结构极为常见,如肌动蛋白和原肌球蛋白在骨骼肌中的螺旋组装引起收缩和其他功能;植物的运动源于植物细胞壁内螺旋排列的硬纤维素纤维。人为合成螺旋结构的努力在于制造人造肌肉以及超材料,哈佛大学刘易斯实验室是世界上最早开发毛细管结构多材料生物打印方法的实验室之一,过去几年一直在研究软机器人技术。
通过以受控的角度和平移速度连续旋转多材料喷嘴,研究人员能够创建多材料螺旋结构,且能够对不同材料之间的体素、结构的层厚度以及螺旋角度进行编程。
具有可编程亚体素控制的架构细丝的旋转多材料3D打印
跨尺度的几何复杂图案

旋转多材料3D打印平台的打印头配备四个墨盒,每个墨盒可以包含不同材料。然后将油墨送入一个复杂喷嘴,该喷嘴允许同时打印多种材料。当喷嘴旋转和平移时,油墨以螺旋细丝的形式挤出。
借助该方法,研究团队设计并制造了用于软机器人和结构应用的人造肌肉和弹性体结构,并为制造这些机构开辟了新途径。