你是否想過一個(gè)潛艇鲸伴，在不用電不耗燃料的情況下拨臂，也可以移動(dòng)呢数壤？4D打印竟然讓這成為了現(xiàn)實(shí)称海，這是一艘完全用塑料制成的潛艇终太，7.5厘米長(zhǎng)，能夠向前劃槳脓甘，運(yùn)送貨物辰丛，并返回基地，所有這些都沒有發(fā)動(dòng)機(jī)茅祠、推進(jìn)劑或電源篙介。

將材料科學(xué)、計(jì)算和工程結(jié)合在一起踊嘲，創(chuàng)造了這一壯舉村肯，是由kristina shea教授與加州理工學(xué)院的研究人員一起完成的。那么這艘潛艇究竟是如何運(yùn)動(dòng)的呢疏菩？

其實(shí)它采用了4D打印的概念喊解，首先對(duì)3D打印對(duì)象進(jìn)行預(yù)編程，以便將塑料對(duì)熱的響應(yīng)轉(zhuǎn)化為不同的形狀郑诺，從而轉(zhuǎn)化為潛艇的運(yùn)動(dòng)夹姥。微型潛艇的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的熱激活執(zhí)行器，依賴于交錯(cuò)激活三個(gè)單獨(dú)的執(zhí)行器組辙诞。

在每一組槳和一個(gè)固定在頂部的夾持器上辙售，潛艇的4D打印執(zhí)行器被編程以適應(yīng)水溫的變化。在第一次沖程中：膨脹發(fā)生飞涂，執(zhí)行器移動(dòng)旦部，帶動(dòng)連接的漿劃動(dòng)。第二組槳上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)比第一組中的槳厚较店，這意味著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的塑料需要更長(zhǎng)的時(shí)間來加熱士八、膨脹和產(chǎn)生沖程容燕。

潛艇的游泳過程類似于我們的肌肉擴(kuò)張和收縮以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的方式。然而目前婚度，潛艇每套執(zhí)行機(jī)構(gòu)只能執(zhí)行一次沖程/動(dòng)作蘸秘，如果要多次運(yùn)動(dòng)潛艇需要重置。

最終蝗茁，該團(tuán)隊(duì)將能夠創(chuàng)造復(fù)雜的系列多個(gè)4D打印驅(qū)動(dòng)器僚洋，以使?jié)撏г谒械倪M(jìn)一步活動(dòng)。研究人員還希望擴(kuò)大研究范圍泊术，將對(duì)其他環(huán)境因素(如水的鹽度或酸度)作出反應(yīng)的材料也包括在內(nèi)候赏。

之前4D打印有哪些研究進(jìn)展呢？

美國喬治亞理工學(xué)院（GT）近日展示了他們開發(fā)出的一種全新4D打印結(jié)構(gòu)理斜。正如圖片所示酗裕，它們?cè)忍幱谝环N“蜷縮”狀態(tài)，但隨著浸入熱水后便會(huì)逐漸展開伐薯，最終變成另一個(gè)樣子弥禀。

同樣是Kristina Shea教授的研究成果：這些4D打印結(jié)構(gòu)是他們使用一款多材料3D打印機(jī)制造的。其中诡岂，白色部分的材料一種剛性聚合物骏芍，黑色部分的材料則是一種彈性聚合物。這種彈性聚合物受熱會(huì)發(fā)生形變登鄙，而這正是這些結(jié)構(gòu)變形的關(guān)鍵所在既憔。

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