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中国科大提出液晶弹性体的复合冷场3D打印技术
文章字数:536
本报讯(全媒体记者 韩如意)近日,记者从中国科学技术大学获悉,该校工程科学学院、人形机器人研究院李木军副教授团队联合张世武教授等研究人员在智能材料3D打印领域取得重大突破。他们创新性地提出“复合冷场3D打印技术”,成功制备具有高取向序参数和多元形变能力的近环境温度响应液晶弹性体(NAT-LCEs),并基于此开发出心率监测精度显著提升的智能腕带系统。
液晶弹性体作为一种新型智能材料,在软体机器人、生物医学设备和可穿戴电子领域具有广阔应用前景。然而,传统液晶弹性体存在响应温度高、制造工艺复杂等瓶颈,难以满足实际应用需求。中国科大研究团队独辟蹊径,提出“低温喷头+冷却平台”复合冷场协同调控策略,成功攻克了上述难题。该技术能够在接近室温的环境下,精准控制液晶基元的排列方向,使材料具备优异的形变能力和环境适应性。打印出的圆盘样品能够在室温下自发形成马鞍形,并在不同温度下转变为锥形等复杂结构,甚至可以实现“USTC”字母的精准卷曲变形。
研究团队还将该技术应用于精准医疗领域,集成液态金属电路的液晶弹性体腕带。该腕带能够显著提高测量精度并降低噪声,即使经过1000次疲劳测试,性能依然稳定如初。这项突破性研究为智能材料的开发和应用开辟了新的道路,将有力推动软体机器人技术、生物医学仪器和可穿戴电子设备的发展。
液晶弹性体作为一种新型智能材料,在软体机器人、生物医学设备和可穿戴电子领域具有广阔应用前景。然而,传统液晶弹性体存在响应温度高、制造工艺复杂等瓶颈,难以满足实际应用需求。中国科大研究团队独辟蹊径,提出“低温喷头+冷却平台”复合冷场协同调控策略,成功攻克了上述难题。该技术能够在接近室温的环境下,精准控制液晶基元的排列方向,使材料具备优异的形变能力和环境适应性。打印出的圆盘样品能够在室温下自发形成马鞍形,并在不同温度下转变为锥形等复杂结构,甚至可以实现“USTC”字母的精准卷曲变形。
研究团队还将该技术应用于精准医疗领域,集成液态金属电路的液晶弹性体腕带。该腕带能够显著提高测量精度并降低噪声,即使经过1000次疲劳测试,性能依然稳定如初。这项突破性研究为智能材料的开发和应用开辟了新的道路,将有力推动软体机器人技术、生物医学仪器和可穿戴电子设备的发展。