4D打印专家哈尔滨工业大学冷劲松，成2021院士增选初步候选人

2021年8月1日，南极熊注意到，中国科学院发布了“关于公布2021年中国科学院院士增选初步候选人名单的公告”：2021年中国科学院院士增选通信评审工作已经结束。根据《中国科学院院士章程》和《中国科学院院士增选工作实施细则》的规定，现将初步候选人名单予以公布。


南极熊在“技术科学部38人”的名单里，看到了哈尔滨工业大学 冷劲松的名字。


在哈尔滨工业大学官网冷劲松主页上，其研究领域包括：

• 智能材料与结构
• 可变形飞行器及微小型无人机
• 结构健康监测
• 结构振动主动控制
• 光纤传感器
• 多功能纳米复合材料
  

在3D打印行业交流大会上，南极熊多次看了冷劲松教授的演讲。冷教授可以算得上我国甚至世界范围内，4D打印的领先学者。

△冷劲松教授

在2020年8月份的“中国增材制造产业发展芜湖（繁昌）高峰论坛”上，冷劲松教授做了《智能材料结构及4D打印技术：从航空航天到生物医疗应用》的演讲分享：

“4D就是在3D打印的基础上，加一个时间维度，材料会变形；也可以说是在3D打印的基础上添加变形维度，随着时间变化，材料发生变形。”

“怎么实现4D打印呢？两个方法：一个方法是材料本身变形，也就是智能材料的结构；还有一种是通过材料的力学设计，包括热膨胀，也可以变形，当然变形相对比较小。什么是智能材料结构？我们做了二三十年，传统的材料结构只能承载，像桌子、凳子，智能材料除了和母体材料能够承载之后，还有一些传感器，可以对外界环境进行感知，还可以有驱动性，自己有动作，当然还加入一些信息处理与控制系统，所以整个东西是智能材料结构。”

“智能材料智能结构非常重要，属于颠覆性技术。未来智能材料市场应用前景也非常大。4D打印市场2025年将达5亿美元。广泛应用于航空航天、生物医药、汽车。例如汽车的保险杆，我们一加热保险杆就恢复，可以自己修复，会变形的材料。例如航天应用，航天应用市场前景非常大，国内卫星市场非常大，几百颗、上千颗，小卫星发射的量非常大，几千颗，每个卫星都有太阳翻板，如果用我们的智能材料做翻板相比传统的翻板成本低一倍，而且可靠性很好，因为主要是加热就开，可以重复使用，使用前景很大。”

在“3D打印论文/技术”专栏https://www.nanjixiong.com/forum-231-1.html里，南极熊找到了冷劲松教授团队发布的两篇3D打印相关论文：

• 2020年，哈尔滨工业大学冷劲松教授团队在材料领域权威期刊《Advanced Science》上发表了题为“Direct Ink Writing Based 4D Printing of Materials and Their Applications”的综述文章。回顾了直写4D打印技术的发展历史，从材料的角度重点介绍了直写4D打印技术的研究进展。直写4D打印主要有两种技术路线：一是直接打印可变形材料，包括形状记忆聚合物、水凝胶及液晶弹性体等材料。二是在直写打印过程中预置应力分布、材料分布，实现打印结构在特定激励下释放应力，完成主动变形行为。文章概述了基于不同类型材料、不同打印策略、不同驱动方法的直写4D打印材料及可变形结构，并详细讨论了直写4D打印结构的多功能性，及其在电子、生物医学与软体机器人等领域上的潜在应用。
  

• 2019年，哈尔滨工业大学冷劲松教授团队与蒙特利尔工学院Daniel Therriault教授团队合作，通过结合具有核壳结构的金属化碳纳米纤维和形状记忆聚合物，提出了一种简单易行的高效能、多功能形状记忆导电复合材料的制备策略，并展示了其3D打印在电子领域的应用前景。据悉，金属银化碳纳米纤维是一种新型的复合导电纤维，它可以实现碳纳米纤维高长径比与金属银优异电学性能的有效结合，在二者的协同作用下，复合材料无需任何后处理过程即可获得高达2.1×10 5S/m的电导率。对外界激励能够产生功能响应的热塑性形状记忆聚合物材料不仅可以提高复合材料的3D打印性能，还可赋予打印结构主动变形的智能特性。《Direct 3D Printing of Hybrid Nanofibers-based Nanocomposites for Highly Conductive and Shape Memory Applications》为题发表在国际TOP期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。
  

2021年中国科学院院士增选初步候选人名单（共191人，分学部按姓氏拼音为序）
http://www.cas.cn/tz/202108/t20210801_4800672.shtml