研究人员开发出了一种三维打印形状记忆物体的有效方法

形状记忆物体被一些人称为"4D打印"。其原理是，物品一旦生产出来，就呈现出不同的形态。如果改变这些物品的形态，则需要热量或者能量。如今有很多这样的物品在使用中，但几乎所有的物品都是使用传统技术制作而成而不是选择3D打印技术。之所以这样，原因有很多，其中之一就是3D打印专用树脂的费用太高。

现在，研究人员找到了一种生产成本相对较低的形状记忆树脂的方法。他们通过混合液晶来生产树脂，液晶是触发时激活的元素。在一个装有树脂和甲苯的大桶中，在70摄氏度的特定温度下混合5%重量的液晶。在成分充分混合后，将得到的树脂放置一夜，让甲苯蒸发，留下纯树脂和液晶的混合物。

形状记忆树脂确实有效：研究人员尝试使用DLP树脂3D打印机打印各种晶格和“智能”结构，并观察了加热时的运动效果。令人惊奇的是，这些3D打印结构在加热时会发生可预测的变形，冷却后又会恢复到原来的几何形状。研究人员对这种效果进行了数百次循环测试。

通过实验研究人员收集了大量关于这种运动的具体细节的数据，这些数据应该足以创建可预测的设计。研究人员开发出了从数学角度预测形状变形的方法，最终可以直接将其纳入CAD系统。这样就可以很容易地设计出这样的物体。

这些形状变化的结构可用于多种用途。一个显而易见的应用是作为温度传感器：当施加热量时，结构会弯曲并啮合一个电触点。但如果设计得当，情况会变得复杂得多。

实验的一个有趣部分是将形状记忆晶格用作应变传感器。研究人员在晶格顶部涂上一层导电层，使其充当电极。他们能够测量电阻的变化，这种变化与接头的压缩或膨胀相对应。

这一研发成果若想得到进一步完善，然后应用到工业领域。这将需要“4D树脂”的商业化生产，以及对CAD工具的修改或扩展，以帮助设计这些不同寻常的物品。