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World File Search System形状记忆
具有空间和时间控制的软执行器的 4D 多材料打印
软致动器 (SA) 是一种可以与精密物体进行交互的设备，而传统机器人无法实现这种交互方式。虽然可以设计一种通过外部刺激触发驱动的 SA，但使用单一刺激会对驱动的空间和时间控制带来挑战。本文介绍了一种 4D 打印多材料软致动器设计 (MMSA)，其驱动仅由触发器组合（即 pH 和温度）启动。使用 3D 打印，设计了一种多层软致动器，该致动器具有亲水性 pH 敏感层和疏水性磁性和温度响应形状记忆聚合物层。水凝胶通过膨胀或收缩来响应环境 pH 条件，而形状记忆聚合物可以抵抗水凝胶的形状变形，直到被温度或光触发。这些刺激响应层的组合允许对驱动进行高水平的时空控制。通过一系列货物捕获和释放实验，证明了 4D MMSA 的实用性，验证了其展示主动时空控制的能力。MMSA 概念为开发多功能软设备提供了一个有前途的研究方向，这些设备在生物医学工程和环境工程中具有潜在的应用前景。
含硬脂基甲基丙烯酸酯和乙烯基吡咯烷酮的生物相容性多功能水凝胶的设计
摘要：当用聚合物基材料补充或替换组织或器官时，生物功能性和生物相容性至关重要。在这里，我们制备了基于硬脂基甲基丙烯酸酯 (SM) 和乙烯基吡咯烷酮 (VP) 的生物相容性 SM- x 网络，它们具有自修复和形状记忆特性。摩尔比在 10% 到 90% 之间逐渐从亲水单元变为疏水单元，以获得满足各种潜在生物应用要求的凝胶。除了具有随时间变化的粘弹性之外，凝胶的机械性能还可以通过引入反应介质的 SM 量来控制。低 SM 含量的凝胶不能完全恢复到其初始模量值，而浓度 ≥ 60% 时形成的凝胶由于动态疏水相互作用而完全可逆，这对自修复行为也很有效。此外，所有网络都可以在几秒钟内完全恢复其永久形状。接种在 SM-x 水凝胶上的人体皮肤成纤维细胞的活力与结构的水接触角密切相关，在所有 x 值下均超过 82%。根据这些发现，SM-x 凝胶样品的广泛特性可能显示出满足各种生物医学应用需求的巨大潜力。关键词：自修复、形状记忆、硬脂基甲基丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮、生物相容性
航天传感系统与应用智能材料与结构的发展与展望
摘要：航空工业的快速发展对材料性能提出了越来越高的要求，智能材料结构的研究也受到了广泛的关注。智能材料（如压电材料、形状记忆材料、超磁致伸缩材料等）具有独特的物理性能和优异的集成性能，在航空工业中作为传感器或执行器表现出色，为航空工业的各类智能化应用提供了坚实的材料基础。压电材料作为一种热门的智能材料，在结构健康监测、能量收集、振动噪声控制、损伤控制等领域有着大量的应用研究。形状记忆材料作为一种具有变形能力的独特材料，在形状控制、低冲击释放、振动控制、冲击吸收等领域都有着自己突出的表现。同时，作为辅助其他结构的材料，在密封连接、结构自修复等领域也有着重要的应用。超磁致伸缩材料是一种具有代表性的先进材料，在导波监测、振动控制、能量收集等方向具有独特的应用优势。此外，超磁致伸缩材料本身具有高分辨率输出，在高精度执行器方向的研究也较多。本文对上述应用方向的一些智能材料进行总结和讨论，旨在为后续相关研究的初步开展提供参考。
简历
我在米兰理工大学获得了航空航天工程学士学位，随后于 2012 年获得了空间工程专业硕士学位，论文内容是形状记忆合金 (SMA) 在光学支撑系统中的应用，论文的数值和实验研究与意大利国家研究委员会 (CNR) 的 IENI 研究所（现 ICMATE 研究所）和国家天体物理研究所 (INAF) 下属的布雷拉天文台 (OAB) 合作完成。随后，我获得了航空航天工程博士学位，通过优化基于 NiTi 合金的执行器有限元建模的本构定律，深入研究了 SMA，从而获得了对材料热力学机制和技术设计方面（尤其是执行机构）的全局视野。在攻读博士学位期间，我在德国的 iMSL（智能材料系统实验室）工作了一段时间，与一支在形状记忆合金执行器的设计和控制方面拥有丰富专业知识的团队一起工作。在随后的几年里，我在航空航天科学与技术系（DAER）工作，先是担任研究员，现在担任技术人员，我将研究领域扩展到其他类别的智能材料 - 特别是光纤传感器 - 以及一般的智能结构，除了研究传感/驱动机制外，还研究与先进复合材料相关的方面以及复合结构中智能元件的嵌入技术。
拓扑依赖性的pH响应性致动和形状...
©2023 Wiley -VCH GmbH。保留所有权利。这是以下文章的同行评审版本：Pan，M。H.＆Goto，A。（2023）。依赖于拓扑的pH响应性致动和形状记忆编程，用于仿生4D打印。大分子快速通信，44（9），2300074 −，该通信以最终形式出版，网址为https://doi.org/10.1002/marc.202300074。本文可以根据Wiley使用自构货币版本的条款和条件来将其用于非商业目的。
南京玉帘3D打印植入物
这些特点对于减轻临床负担和让患者快速康复至关重要。[5] 为了应对这些挑战，重要的是将植入物小型化，使其可通过导管或注射器诱导。[6] 为了插入最终需要大于输送通道的物体，应在输送过程中将其转变为更小更薄的状态。[7] 输送通道相对于输送物体的尺寸越窄，在选择材料和设计时就必须做出越多的妥协。将软材料和功能材料与小型化技术相结合在应对这一挑战方面取得了重大进展。[8] 特别是，具有响应外部刺激而发生特征性时间瞬态形态变化的形状记忆材料在整个输送过程中实现了高度的变形和形状恢复功能。[9] 采用光刻技术制造了 2D、形状记忆和微孔网状电极，装入注射器并注射入大脑。 [10] 在通过注射器注射的输送阶段，网片被压缩成准一维形状，随后松弛并扩展以恢复其原始的二维形状。为了进一步增加植入物的维数，折纸 [6,11] 或受剪纸启发的 [12] 折叠元素已与增材制造技术相结合，以实现从二维平面到三维最终结构的形状变化。特别是，形状记忆聚合物的 3D 打印促进了患者定制支架的直接制造。 [13] 例如，具有剪纸结构的分叉支架在折叠状态下在血管内顺利移动，并通过外部刺激成功展开到最终位置。 [12] 然而，传统的折纸或剪纸装置只能达到简单的最终三维几何形状，这受到固有基底结构的限制。因此，需要提高形状可变形性，并在原始状态和变形状态之间达到更高的纵横比。这项技术改进将带来各种各样的应用，包括可变形电子设备和支架设备等生物医学设备。在本研究中，我们提出了一种 3D 打印的独立元素设计，灵感来自高度可变形的日本表演工具，称为南京玉足垂（也称为南京玉足垂；“南京”，南京的名字）
智能材料及其在现代化学中的作用......
智能材料，又称响应性材料，具有可根据环境变化而动态改变的特性。在化学工程领域，这些材料在革新工艺、提高效率和实现新应用方面发挥着关键作用。智能材料涵盖了一系列具有独特特性的物质，这些物质可以以受控方式进行操控。这些材料对温度、pH、光、电场或磁场、机械应力和化学成分等外部刺激表现出响应性。例如，形状记忆合金、水凝胶、压电材料和刺激响应性聚合物 [1, 2]。