香港城市大学吕坚教授研究组全球首次实现了陶瓷的4D打印（Four-dimensional printing）
2018年8月18日
相关研究工作以“Origami and 4D printing of elastomer-derived ceramics”为题发表在Science Advances上。
这种4D打印结合了3D打印（Three-dimensionalprinting），自变形组装（Self-shaping assembly），和弹性体衍生陶瓷（Elastomer-derived ceramics，EDCs），在大尺寸陶瓷结构的形状复杂程度，机械强度，制造成本，和适应环境变化能力上实现了突破，有望广泛应用在太空探索，3C电子产品，航空发动机，防弹军事装备，和高温微机电系统等领域中。
4D打印一般是指在3D打印的基础上增加一个时间维度，使得在一定刺激（譬如热，水，磁场，电流，紫外线等）下，3D打印物体的形状和功能随着时间发生可编程变化。4D打印技术之前大都应用在聚合物材料中，包括水凝胶，形状记忆聚合物等。之前报道的可以3D打印的陶瓷前驱体材料通常较难发生自变形，限制了陶瓷4D打印的发展。
有鉴于此，吕坚教授研究组从材料出发，开发了不同系统的硅胶基质纳米复合弹性体材料作为陶瓷前驱体。这些弹性体材料的特性使其可以完成从3D打印到变形的过程，并且最终转变为陶瓷结构，从而逐步实现打印陶瓷折纸结构（Printedceramic origami）和4D打印陶瓷 （4Dprinting of ceramics）。