水凝胶基陶瓷前驱体

4D打印可逆形变

通过水凝胶-形状记忆聚合物协同作用，实现恢复起始时间和可逆形变的可编程控制。

Dekun, Kong · 张志辉 · Hailong, Wu · Xunjin, Li · Jinsong, Zhang · Zhang, Baoyu · Guo, Anfu · 任露

International Journal of Extreme Manufacturing 2026

技术优势

恢复时机可编程

通过调节前驱体组成、编程时间和结构厚度，可控制相分离动力学驱动的延迟恢复，精确设定恢复起始时间。

自主可逆形变

采用分层打印策略，陶瓷前驱体可实现无需外部持续刺激的自主可逆形变。

高精度复杂结构

结合光固化3D打印，实现陶瓷前驱体复杂结构的高精度制造。

力学性能增强

通过纳米陶瓷颗粒增强策略，克服现有技术在机械性能上的限制。

应用场景

• 4D打印：为4D打印陶瓷提供可编程形变时序与可逆变形能力，实现复杂陶瓷结构的按需制造。
• 智能生物医学器件：利用多形状变换能力开发可响应环境变化的智能生物医学植入体或支架，无需外部持续刺激。
• 可变形柔性器件：通过自主可逆形变实现对柔性器件形状的动态调控，替代传统刚性部件或复杂驱动机制。
• 水凝胶执行器：利用水凝胶相分离驱动可控延迟恢复，开发定时响应的执行器，避免持续能量输入。
• 高精度陶瓷增材制造：结合光固化打印实现高精度陶瓷前驱体的复杂结构制造，提高陶瓷增材制造的形状复杂度与精度。