4D Printing of Magnetoactive Soft Materials for On-Demand Magnetic Actuation Transformation

磁化 3D打印 材料科学 制作 转化(遗传学) 软机器人 纳米技术 计算机科学 执行机构 机械工程 磁场 人工智能 工程类 物理 复合材料 病理 基因 化学 医学 替代医学 量子力学 生物化学
作者
Yuanxi Zhang,Qingyuan Wang,Shengzhu Yi,Zi Lin,Chuanyang Wang,Zhipeng Chen,Lelun Jiang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (3): 4174-4184 被引量:139
标识
DOI:10.1021/acsami.0c19280
摘要

Four-dimensional (4D) printed magnetoactive soft material (MASM) with a three-dimensional (3D) patterned magnetization profile possesses programmable shape transformation and controllable locomotion ability, showing promising applications in actuators and soft robotics. However, typical 4D printing strategies for MASM always introduced a printing magnetic field to orient the magneto-sensitive particles in polymers. Such strategies not only increase the cooperative control complexity of a 3D printer but may also induce local agglomeration of magneto-sensitive particles, which disturbs the magnetization of the already-printed structure. Herein, we proposed a novel 4D printing strategy that coupled the traditional 3D injection printing with the origami-based magnetization technique for easy fabrication of MASM objects with a 3D patterned magnetization profile. The 3D injection printing that can rapidly create complex 3D structures and the origami-based magnetization technique that can generate the spatial magnetization profile are combined for fabrication of 3D MASM objects to yield programmable transformation and controllable locomotion. A physics-based finite element model was also developed for the design guidance of origami-based magnetization and magnetic actuation transformation of MASM. We further demonstrated the diverse functions derived from the complex shape deformation of MASM-based robots, including a bionic human hand that played "rock-paper-scissors" game, a bionic butterfly that swung the wings on the flower, and a bionic turtle that crawled on the land and swam in the water.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
FashionBoy应助xdc采纳,获得10
3秒前
杨召完成签到,获得积分10
8秒前
大橙子发布了新的文献求助10
12秒前
酷波er应助陈昊采纳,获得10
16秒前
hcsdgf完成签到 ,获得积分10
18秒前
可取完成签到,获得积分10
19秒前
zss完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
heart完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
lingyu完成签到,获得积分10
24秒前
ym完成签到 ,获得积分10
25秒前
Masetti1完成签到 ,获得积分10
27秒前
jenny发布了新的文献求助10
28秒前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
强公子发布了新的文献求助10
33秒前
自由的远侵完成签到 ,获得积分10
41秒前
巧克力手印完成签到,获得积分10
42秒前
屈岂愈发布了新的文献求助10
42秒前
43秒前
大橙子发布了新的文献求助10
44秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
45秒前
jenny完成签到,获得积分10
46秒前
祁乐安完成签到,获得积分10
47秒前
naiyouqiu1989完成签到,获得积分10
48秒前
zjhzslq发布了新的文献求助10
49秒前
baoxiaozhai完成签到 ,获得积分10
50秒前
fy完成签到,获得积分10
51秒前
强公子完成签到,获得积分10
52秒前
58秒前
song完成签到 ,获得积分10
59秒前
怡然小蚂蚁完成签到 ,获得积分10
59秒前
小橙子完成签到,获得积分10
1分钟前
SciGPT应助滴答采纳,获得10
1分钟前
大气白翠完成签到,获得积分10
1分钟前
确幸完成签到,获得积分10
1分钟前
zjhzslq完成签到,获得积分10
1分钟前
xdc发布了新的文献求助10
1分钟前
ommphey完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575831
关于积分的说明 11373827
捐赠科研通 3305610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022