3D打印橡胶自动修复
与许多其他结构不同，3D打印的超材料具有随时间变化的编程功能。从复杂的设计到压缩、可包装的项目，这些项目可以实时变换，以达到各种目的。现在，南加州大学维特比工程学院的研究人员开发了自修复3D打印橡胶材料。虽然这一发现令人难以置信，但它可能会彻底改变软机器人、汽车轮胎和鞋类。
这项研究通过光聚合创造了这种材料，但真正的诀窍在于使硫醇自我修复。该团队通过在工艺中添加氧化剂来改变材料，使通常存在的硫醇转变为二硫化物。他们还需要根据他们添加到混合中的竞争属性来调整比率。
“当我们逐渐增加氧化剂时，自愈行为变得更强，但光聚合行为变得更弱。”王解释说， “这两种行为之间存在竞争关系。最终我们找到了能够实现高自愈和相对快速光聚合的比例。”
自修复橡胶应用
图1：断鞋自我修复
橡胶是轮胎和鞋子的关键材料，可以在软机器人技术中进一步应用。这种新型3D打印橡胶易于快速生产，同时能够通过断裂和穿孔进行自我修复。助理教授王启明已经在3D打印材料领域工作了一段时间。 王带来了这方面的专业知识，与Viterbi学生Kunhao Yu，An Xin和Duixu Du以及康涅狄格大学助理教授Ying Li一起工作。
他们能够在5秒内打印出17.5毫米的正方形。他们还可以在大约20分钟内完成整个物品，在几个小时内展示完整的自我修复。该团队甚至展示了一系列产品，包括鞋垫、软机器人和电子传感器。在60摄氏度下切成两半后，大多数产品在短短两小时内完成自我修复。更复杂的部件，如电子产品，由于存在用于传输电力的碳而花费了四个小时。自修复橡胶物体在整个重新布置过程中保持了它们的强度和功能。研究人员还发现，他们可以通过提高温度来缩短修复时间。
然而，该团队对3D打印橡胶的研究尚未完成。他们目前正致力于定制和改变橡胶的特性，增加刚度并尝试更硬的版本。这可能会引发更有趣的应用，如汽车或自行车轮胎以及粗糙地形鞋等。
特色图片由南加州大学提供，通过《科学日报》检索。