麻省理工学院赵选贺教授团队：新技术能在一秒内打印出磁活化材料
英国《自然》杂志13日发表了一项材料科学研究，麻省理工学院赵选贺教授团队研发出一种新技术，能在几分之一秒内打印出磁性形变材料，其打印的软材料在施加磁场后，可快速发生精细可逆的形变，执行各种非常有用且此前完全实现不了的动作，包括滚动、跳跃和抓住物体。
软材料可以依据热、光或磁场之类的刺激而改变形状，具有广泛的应用潜力：从柔性电子、软体机器人到各种生物医学挑战，如药物递送和组织工程。就医学应用而言，相关材料需要在封闭空间内运行，且需要远程控制。科学家认为，磁场提供了一种卓有前景的激活、刺激方式。但是，按目前的制造方法，只允许材料实现几个非常简单的形状变化，用处较小。
此次，美国麻省理工学院赵选贺教授及其同事提出了一种技术，能在几分之一秒内打印柔软的磁活化材料。该技术是将铁磁微粒嵌入硅橡胶基体内，通过磁化打印机喷嘴来控制微粒的排列，从而能够对打印材料的不同区域进行设定，使之在磁场作用下产生特定的形变。例如，材料可以在不同的静态形状之间切换，或者根据磁场变化发生动态变形。这样的材料具有弹性，在去除磁场后又会恢复原来的面貌。
图片1.3D打印软材料中的铁磁畴的设计
图2.具有程控铁磁畴的各种二维平面结构，以及在施加的磁场下复杂的形状变化
图3.具有程控铁磁畴的各种3D结构，以及在施加的磁场下复杂的形状变化
图4.具有程控铁磁畴的3D打印软材料的功能演示
研究人员利用这种技术打印了一个6腿软体机器人。通过施加不同的磁场，该机器人可以爬行、滚动、输送药物，甚至捕获并释放降落的物体。而经改变后的第二种设计，可以使机器人水平跳跃12厘米，其方法是首先在一个方向上施加磁场来使机身折叠，然后在另一个方向施加磁场使其释放。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0185-0
资料来源：Nature、科技日报、材料人
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