西安交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)利用液晶彈性體的可逆熱致伸縮變形能力，結(jié)合連續(xù)纖維材料的優(yōu)異力學(xué)性能，提出一種基于連續(xù)纖維增強(qiáng)液晶彈性體的直寫4D打印方法，液晶彈性體復(fù)合材料內(nèi)部嵌入的連續(xù)纖維起到了顯著增強(qiáng)力學(xué)性能以及實(shí)現(xiàn)彎曲變形效果的作用。近日，該研究成果發(fā)表于《自然-通訊》。

　　4D打印結(jié)構(gòu)能夠在外界刺激下產(chǎn)生可編程的形狀及性能變化，因而在航空航天、軟體機(jī)器人、生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，當(dāng)前的4D打印結(jié)構(gòu)通常無法兼顧大變形能力和力學(xué)承載能力，無法實(shí)現(xiàn)多功能融合。

　　新打印方法則能夠通過調(diào)控纖維在復(fù)合材料內(nèi)部的位置，實(shí)現(xiàn)打印結(jié)構(gòu)可控的承載特性及變形形態(tài)。這樣打印出的液晶復(fù)合材料可以承受高達(dá)自身重量2805倍的載荷，并在150℃條件下實(shí)現(xiàn)0.33 mm-1的彎曲曲率。利用這一工藝，可以制備具有承載能力及變形能力的復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)4D打印結(jié)構(gòu)力學(xué)承載性能差的難題。