3D打印結(jié)構(gòu)在特定的環(huán)境和激勵(lì)下，其特性及功能隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化，被稱之為4D打印技術(shù)。形狀記憶聚合物作為實(shí)現(xiàn)4D打印的關(guān)鍵性材料之一，可在一定條件下變形固定后，通過(guò)熱、光、電、磁等外部條件的刺激，主動(dòng)恢復(fù)其初始形狀。近年來(lái)，形狀記憶聚合物的4D打印在軟體機(jī)器人、生物醫(yī)療、航空航天、柔性電子等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究和關(guān)注。

近日，湖南大學(xué)王兆龍、段輝高教授與南方科技大學(xué)葛锜教授合作，基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印機(jī)nanoArchS140，開(kāi)發(fā)了一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)變形變色的形狀記憶聚合物體系，設(shè)計(jì)制造了精度高達(dá)20μm的特征結(jié)構(gòu)，該材料體系用于二維碼和多級(jí)防偽圖案的高精度制造，實(shí)現(xiàn)了多重加密和特定溫度區(qū)間的信息顯示，并有望用于數(shù)據(jù)加密、智能防偽等領(lǐng)域。這項(xiàng)工作為構(gòu)建功能化的4D打印提供了新的材料體系，還激發(fā)了數(shù)據(jù)加密和防偽的新方法，有利于拓寬4D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。相關(guān)成果以“Color-Changeable Four-Dimensional Printing Enabled with Ultraviolet-Curable and Thermochromic Shape Memory Polymers”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖南省優(yōu)秀青年基金、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，長(zhǎng)沙市科技局等資金支持。

圖3 基于面投影微立體光刻技術(shù)制造的3D結(jié)構(gòu)的形狀記憶行為，具有優(yōu)異的變形變色能力

圖4 基于面投影微立體光刻技術(shù)加工QR碼和多級(jí)防偽圖案，在室溫下隱藏可見(jiàn)信息，并通過(guò)加、解密、再加密等步驟和形狀顏色恢復(fù)過(guò)程實(shí)現(xiàn)信息的可視化，實(shí)現(xiàn)多重加密和特定溫度區(qū)間的信息顯示。