Programming Shape-Morphing Behavior of Liquid Crystal Elastomers via Parameter-Encoded 4D Printing

变形 软机器人 材料科学 3D打印 弹性体 卷曲 熔融沉积模型 计算机科学 墨水池 柔性电子器件 机械工程 智能材料 数码产品 纳米技术 人工智能 执行机构 复合材料 电气工程 工程类
作者
Luquan Ren,Bingqian Li,Yulin He,Zhengyi Song,Xueli Zhou,Qingping Liu,Lei Ren
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (13): 15562-15572 被引量:82
标识
DOI:10.1021/acsami.0c00027
摘要

Currently, four-dimensional (4D) printing programming methods are mainly structure-based, which usually requires more than one material to endow products with site-specific attributes. Here, we propose a new 4D printing programming approach that enables site-specific shape-morphing behaviors in a single material by regulating the printing parameters. Specifically, a direct ink writing three-dimensional (3D) printer with the ability to change printing parameters (e.g., deposition speed) on the fly is reported. By site-specifically adjusting print speed and print path to control the local nematic arrangements of printed liquid crystal elastomers (LCEs), the shape-morphing behaviors of the LCEs can be successfully programmed. In this way, locally programmed popping-up, self-assembling, and oscillating behaviors can be designed by varying the print speed in specific regions. Snake-like curling is realized by uniformly boosting the print speed in a single line. Furthermore, two theories and an ultrasound image diagnostic apparatus are employed to reveal the mechanism behind this behavior. This work provides a feasible way to realize the gradient transition of material properties through a single material. It broadens the design space and pushes the envelope of 4D printing, which is expected to be helpful in the fabrication of soft robotics and flexible electronics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
LMBE1K完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
jasmineee发布了新的文献求助10
3秒前
大个应助大气摩托采纳,获得10
3秒前
搞怪人雄发布了新的文献求助10
3秒前
椰子发布了新的文献求助10
3秒前
李怼怼发布了新的文献求助10
3秒前
平淡的鸿煊完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
冷傲路灯发布了新的文献求助30
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
SciGPT应助嘻嘻采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
安静的冷亦完成签到,获得积分10
7秒前
思源应助不安万声采纳,获得10
7秒前
8秒前
无风发布了新的文献求助10
8秒前
asufga发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
11秒前
房山芙完成签到,获得积分10
11秒前
胡不喇关注了科研通微信公众号
11秒前
11秒前
orixero应助谢大喵采纳,获得10
12秒前
高敏完成签到 ,获得积分10
13秒前
Lmy发布了新的文献求助10
13秒前
天天快乐应助愉快长颈鹿采纳,获得10
14秒前
crazysnowking完成签到,获得积分10
16秒前
邓佳鑫Alan应助ller采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5633215
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4728654
关于积分的说明 14985295
捐赠科研通 4791156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2558773
邀请新用户注册赠送积分活动 1519196
关于科研通互助平台的介绍 1479516