磁编程形状记忆复合材料

形状固定率超91%

TPU/PLA基体中协同引入Sm2Fe17Nx永磁与Fe3O4软磁颗粒，实现磁场触发-强化驱动与可编程变形，可直接4D打印成软体机器人部件。

翟豪瑞 · Zhaoren, Xie · Shu-Zhou, Yu · 长颖 · 李晓东 · Shen, Peng · 韩景智 · Zhao, Ying · Xiong, Xin · Jigang, Liu · 王剑磊 · 方以坤 · 朱明刚 · Yu, Xiaojun · 李博 · 李卫

Journal of Alloys and Compounds 2025

具体参数

形状固定率

{'zh': '91.67', 'en': '91.67'} %

形状恢复率

{'zh': '97.22', 'en': '97.22'} %

形状恢复率（所有配比）

{'zh': '95', 'en': '95'} %

技术优势

恢复率超过95%

所有配比的复合材料形状恢复率都超过95%，确保形状记忆功能稳定可靠。

磁场下响应更快

Fe3O4颗粒在磁场中高频往复运动生热，加速基体软化和变形，提高形状恢复速度。

实现可编程变形

通过磁路设计对Sm2Fe17Nx永磁颗粒进行可编程磁化，在外部磁场驱动下实现蠕行、翻转等复杂运动。

应用场景

• 磁驱动软体机器人：直接打印并磁场编程，实现蠕行、翻转等复杂运动。
• 智能响应材料：磁场触发-强化协同驱动，响应快且变形可控。
• 4D打印结构：熔融挤出打印后，在磁场刺激下发生形状记忆恢复。
• 生物医疗器械：有望用于微创医疗器械的远程磁驱动。
• 软体抓手：六爪抓手验证了磁场下快速形状恢复能力。