多功能復合材料不斷被開發用于各種應用，具有對外部刺激和動態響應的出色適應性。
近日，科羅拉多大學丹佛分校Kai Yu，Martin L. Dunn介紹了一種用于連續纖維液晶彈性體 (LCE) 復合材料的 4D 打印方法，并揭示了它們的多功能驅動和令人興奮的機械響應。
文章要點
1）在打印過程中，連續纖維和 LCE 樹脂之間的相對運動產生剪切力，以使介晶對齊并實現基質材料的單疇狀態。打印的復合材料層表現出可逆的折疊變形，可通過控制打印參數進行編程。
2）通過加入纖維增強材料，LCE 復合材料不僅表現出高驅動力，而且還具有改進的能量吸收和保護能力。通過調整打印路徑可以實現 4D 復合結構的多種形狀變化配置。此外，將導電纖維加入 LCE 基質中可以使打印復合材料實現電誘導形狀變形。
總體而言，這種經濟高效的 4D 打印方法在設計 LCE 復合材料的多種應用時，特別是在軟機器人、可穿戴電子產品、人造肌肉等領域，有望成為一種可訪問且有影響力的方法。
參考文獻
Jiang, H., Chung, C., Dunn, M.L. et al. 4D printing of liquid crystal elastomer composites with continuous fiber reinforcement. Nat Commun 15, 8491 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-52716-5
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52716-5
