中国科学院兰州化学物理研究所新材料领域王晓龙

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 中科院兰州化学物理研究所王晓龙研究员团队采用数字光处理（DLP）3D打印技术，通过在一侧构筑不对称的微结构实现了湿度刺激下的变形水凝胶材料和器件。以打印的样条为例（图1），通过在其表面一侧构筑垂直或倾斜于长度方向微沟槽，样条能够实现快速的弯曲或螺旋，更为重要的是这种弯曲或螺旋变形是可设计和控制的。

图1. DLP 3D打印可控形变水凝胶示意图

  利用3D打印在自由设计和成形方面的优势，打印成形件在湿度刺激下能够实现从一维样条向三维类石斛兰花朵的形态转变，或从二维的平面花朵向三维风车的形态转变，或从三维八爪柱状体向更加复杂的三维八爪鱼或水轮机的形态转变，充分表现了采用3D打印灵活设计复杂可控变形器件的能力。更为重要的是，该变形器件的设计理念和方法具有良好的通用性和兼容性，可推广至多种光固化打印的水凝胶体系。如采用加入温敏性的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)的前驱体材料，3D打印的抓取器能够在温度刺激下实现水下的快速抓取、输运与释放功能。研究者相信，这种采用3D打印实现单一水凝胶材料复杂但精确可控变形的方法对拓展3D打印在软机器人、智能器件方面的应用具有重要的意义。

  相关工作发表在Advanced Materials Technologies(DOI: 10.1002/admt.201800713)上，王晓龙研究员为唯一通讯作者，博士研究生姬忠莹为第一作者。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admt.201800713