4D打印各向異性多孔結(jié)構(gòu)

水對(duì)生物的繁殖至關(guān)重要。納庫露子花（Delosperma nakurense）在干旱地區(qū)可表現(xiàn)出顯著的生存能力，其細(xì)長(zhǎng)的細(xì)胞壁在吸濕后沿垂直于纖維素排列的方向膨脹。這種應(yīng)對(duì)外界刺激的濕響應(yīng)生存策略不僅對(duì)生物體本身具有重要意義，而且從濕響應(yīng)驅(qū)動(dòng)的角度為科學(xué)研究提供了巨大的啟發(fā)。

近日，來自亞利桑那州立大學(xué)的學(xué)者報(bào)道了一種多功能的4D 打印技術(shù)，即液晶模板輔助的甕光聚合(LCT-VPP)，它可以利用光聚合誘導(dǎo)相分離(PIPS)和液晶(LCs)電排列來制備具有濕響應(yīng)能力的生物激勵(lì)多孔結(jié)構(gòu)。在提取非反應(yīng)性LCs 后，LCs/納米填料復(fù)合材料中的PIPS 導(dǎo)致亞微米梯度多孔結(jié)構(gòu)的形成。電場(chǎng)使液晶的可編程排列成為可能，反過來又延長(zhǎng)了多孔結(jié)構(gòu)并排列了納米填料。此外，通過模板化LC 可編程排列的納米填料增強(qiáng)了變形程度，因此所得復(fù)合材料表現(xiàn)出高形狀控制精度、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和高可靠性。該研究為設(shè)計(jì)具有特殊空間分布的多孔結(jié)構(gòu)的生物智能材料提供了一個(gè)新的視角。

相關(guān)文章以4D printing of seed capsuleinspired hygro-responsive structures via liquid crystal templating-assisted vat photopolymerization為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。