专栏名称: 机器人大讲堂

机器人大讲堂是立德共创服务平台旗下引领行业发展的新媒体平台，已举办多种形式系列活动近百场，行业媒体矩阵垂直粉丝20万余人；立德研究院承接智库咨询和科研项目；立德孵化基于顶尖专家优势形成早期高技术成果产业化。

4D打印可变性液态金属材料，软机器人技术创新再升级

机器人大讲堂 · 公众号 · · 2024-01-20 12:06

正文

去年11月，我国哈工大液态研究团队公布了磁性液态金属研究方面的重大突破，磁性微型软体机器人成果引人注目。时隔两个月，位于南半球的昆士兰大学（UQ）研究人员运用创新性的4D打印技术，成功研发可变性液态金属材料并应用于软机器人领域。

昆士兰大学（UQ）的研究团队正致力于研究一种创新的4D打印技术，该技术基于液态金属材料，可应用于制造具备变形能力的软质机器人产品。

许多同学对三维打印技术颇为熟稔，但对于四维打印或许较为陌生。实则，四维打印技术是对三维打印技术的拓展，它运用能在受到热、水或光等特定刺激时改变形状的材料，以生成固态物体。

在澳大利亚昆士兰大学的澳大利亚生物工程和纳米技术研究所（AIBN），科研人员正致力于利用创新型液态金属聚合物进行4D打印，这些聚合物能够在外部红外激光的诱导下，完成一系列机械任务。

首席研究员张立文博士与乔瑞瑞博士表示，他们研究团队所研发的独特制备工艺使得4D结构具备坚固耐用的特性，同时能实现弯曲、抓握、举起及释放五倍于自身体重的物品，并可恢复至预设形状。

“4D打印技术在传统3D打印的基础上，引入了一个全新的时间维度。”张博士阐述道，“我们研究方法使得液态金属具备智能化特性，能够根据需求进行定制、成型并随着时间的推移而改变，无需依赖电线或电路。这标志着机器人应用领域步入新阶段，也是增材制造的游戏规则改变者。”4D打印制品通常通过3D打印机采用特定成分制备，从而赋予成品独特的品质和功能。

在《自然通讯》杂志上发表的论文中，张博士、乔博士以及同事汤姆·戴维斯教授深入阐述了他们关于利用球形液态金属纳米粒子制备对近红外光敏感的印刷树脂的研究。这一成果意味着可以通过激光操控实现材料弯曲、抓取及释放物体。

尽管该技术仍处于初级阶段，但乔博士在设计软机器人以及模拟自然运动和交互领域展示出巨大的潜力。这预示着在航空工程和医疗设备等多个领域拥有广泛的商业前景，诸如冠状动脉支架、人造肌肉以及其他能够适应和改变体内形状的设备。乔博士进一步指出，整体而言，在打印材料后进行定制和成型的能力将带来更广泛的制造突破和消费者创新，涵盖从气候适应型服装和建筑材料，到自主组装家具等多个领域。