4D 打印是一个新兴领域,其中 3D 打印技术用于对刺激响应材料进行图案化以创建变形结构,以时间为第四维。然而,目前用于 4D 打印的材料通常较软,在形状变化过程中的弹性模量 (E) 范围为 10 −4 至 10 MPa。这限制了所得结构的可扩展性、驱动应力和承载能力。为了克服这些限制,多尺度异质聚合物复合材料被引入作为一种新型的刚性、热响应 4D 打印材料。这些油墨的 E 比现有的 4D 打印材料高四个数量级,并提供可调节的电导率,可同时实现焦耳加热驱动和自感应功能。利用电控双层作为构建块,设计和打印出一种可变形为 3D 自立式起重机器人的平面几何体,与其他 3D 打印执行器相比,在重量标准化的起重负载和致动应力方面创下了新纪录。此外,该油墨调色板还用于创建和打印平面晶格结构,这些结构可变形为各种自立式复杂 3D 形状。这些贡献被集成到 4D 打印电控多步态爬行机器人晶格结构中,该结构可承载自身重量的 144 倍。
摘要:地下储氢已被公认为储存大量氢气的关键技术,有助于氢经济的工业规模应用。然而,人们对地下储氢的了解甚少,导致项目风险很高。因此,本研究考察了盖层可用性和氢气注入率对氢气回收率和氢气泄漏率的影响,以解决与地下储氢有关的一些基本问题。建立了三维非均质储层模型,并利用该模型分析了盖层和氢气注入率对氢气地下储存效率的影响。结果表明,盖层和注入率对氢气泄漏以及捕获和回收的氢气量都有重要影响。结论是,当没有盖层时,较高的注入率会增加氢气泄漏。此外,较低的注入率和盖层可用性会增加回收的氢气量。因此,这项工作为地下储氢项目评估提供了基本信息,并支持能源供应链的脱碳。