荷兰科学家利用折纸原理研发3D打印“智能”植入物的材料

几何折叠是一门学科，它是数学领域的一个探索方向，更是一种奇妙的艺术。在日常生活中，看似简单的折纸，实则蕴含了深奥的几何原理，通过对折纸原理用科学的方法进行分析，并解开其神秘的面纱，就能创造出不可思议的作品。

荷兰马斯特里赫特大学和代尔夫特理工大学的研究团队就在折纸原理中得到灵感并研发了会自动改变形状的材料，用这种特殊材料3D打印的对象在外界环境的刺激下将自动发生形状折叠。

微观结构和折叠形状都是人为的

这项研究成果在实际应用中的意义是用3D打印的方式制造“智能”植入物，植入物在人体温度的刺激下将会自动发生折叠，这种可自动弯折的植入物能够更好的促进细胞再生。

其中一位作者Amir Zadpoor博士表示，制造出功能性的人体组织是组织工程学领域的“圣杯” ，人们一旦实现这个目标，许多疾病的治疗方式将得到颠覆，但是这一目标对能够促进细胞生长和组织再生的多材料提出了更高要求，研究团队的研究攻关重点也正是在这个领域。

在材料研发的过程中，不仅需要对材料表面的微观纳米图案进行优化，还需要对材料发生弯折后所形成的三维结构进行设计。微观的纳米图案是研究团队通过3D打印聚合物材料实现的，3D科学谷了解到，达到极细微的打印精度将有促进打印对象迅速恢复到原始形状。而自动折叠所形成三维结构就需要用到我们前面说的折纸原理了，视频如下：

通过折纸程序研究人员为具有纳米图案的3D打印对象设定了发生折叠变形的客观条件，温度变化就是其中一种客观条件，当打印对象暴露在较高的温度环境下，它们就会自动折叠成三维的结构。

那么，3D打印对象将被折叠成什么形状呢？对于这一点，研究人员是心中有数的，通过折纸程序研究人员已为这些3D打印对象设定了改变后的形状，包括：自动卷曲，自动扭曲，自动混动和起皱相结合。

研究成果的相关论文发表在Materials Horizons 学术期刊中，论文题目为：Programming the shape-shifting of flat soft matter: from self-rolling/self-twisting materials to self-folding origami，请关注南极熊3d打印网。

来源：3d科学谷