Según la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de China (SUSTech)los polímeros con memoria de forma (SMP) han sido ampliamente utilizado en impresión 4D debido a su módulo relativamente alto. La mayoría de los SMP utilizados para la impresión 4D son materiales termoestables, lo que significa que, una vez determinada la estructura química, sólo pueden «recordar» una forma permanente.
Algunos estudios recientes han introducido redes adaptativas covalentes (CAN) en SMP para lograr múltiples formas permanentes reconfigurables. Sin embargo, los SMP covalentes dinámicos existentes no pueden considerar el rendimiento de la memoria de forma, la capacidad de deformación y reconstrucción y la capacidad de impresión de alta precisión.
Para resolver los problemas anteriores, el equipo del profesor Qi Ge del Departamento de Ingeniería Mecánica y Energética de SUSTech ha logrado avances significativos en tecnología de impresión 4D reconfigurable. Han desarrollado un polímero con memoria de forma de pink adaptativa covalente (MRC-SMP) con altas propiedades mecánicas que se puede utilizar para la impresión 3D de alta resolución con procesamiento digital de luz (DLP), logrando una impresión 4D reconfigurable, de gran deformación y de alta precisión.
Su logro relacionado, titulado ‘Impresión 4D reconfigurable mediante un polímero de memoria de forma de pink adaptativa cooperativa mecánicamente robusto’, ha sido publicado en avances científicos.
La estructura reticular MRC-SMP se imprime con una impresora DLP para mostrar el comportamiento de la memoria de forma de gran deformación (Figura 1a). Como se muestra en la Figura 1b, la reconfiguración de forma permanente de la estructura reticular causada por la reacción de transesterificación y la forma configurada MRC-SMP aún poseen un gran rendimiento de deformación y rendimiento de memoria de forma. Además, la pink adaptativa covalente también dota al MRC-SMP de una capacidad de soldadura de alta resistencia. Tres estructuras de celosía MRC-SMP impresas de alta precisión y un conector MRC-SMP forman una pinza de agarre mediante soldadura y reconfiguración de forma (Figura 1c). La pinza MRC-SMP se puede programar primero para el estado desplegado y luego restaurarla al estado de agarre mediante memoria de forma para levantar objetos pesados.
La combinación del rendimiento reconfigurable de MRC-SMP y la impresión multimaterial puede fabricar estructuras de origami con memoria de forma tridimensional en cualquier forma, lo que scale back en gran medida el tiempo necesario para fabricar estructuras complejas de origami SMP. Como se muestra en la Figura 2a, el origami multimaterial está hecho de MRC-SMP como bisagras deformables y resina fotocurable de alta resistencia resistente a altas temperaturas como superficies de tablero rígido.
La importante deformabilidad de MRC-SMP permite una rápida reconfiguración de un origami impreso en múltiples origami SMP (Figura 2a-c). La alta temperatura de transición vítrea de MRC-SMP garantiza que las estructuras de origami 3D tengan una alta rigidez a temperatura ambiente y puedan soportar cargas pesadas (Figura 2nd-e).
Honggeng Li, profesor asistente de investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica y Energética de SUSTech, es el primer autor del artículo. El profesor Qi Ge es el autor correspondiente y SUSTech es la primera unidad afiliada.
Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (NSFC), el Programa de Talentos del Río Perla de la provincia de Guangdong, la Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Guangdong y la Comisión de Innovación en Ciencia y Tecnología de Shenzhen.
