| 來自新罕布希爾大學的兩位研究人員正在轉向新型3D列印材料的靈感來源: 常見的八爪魚. 作為頭足類家族的成員, 章魚, 魷魚和墨魚都有一個共同的重要生存機制: 它們具有非凡的偽裝能力, 瞬時轉化顏色以適應周圍環境. 這是一種令人難以置信的偽裝, 它可以讓這些深海生物在躲避捕食者和更容易獵食獵物.  現在, 來自新罕布希爾大學機械工程系的教授薑雲耀教授和Yaning Li花費大量時間研究這種水生動物, 並著眼於人工再造它們. 他們的研究成果發表在最新一期的科學期刊Advanced Engineering Materials上, 其結果簡直令人驚歎. 首先, 我們應該仔細研究這種偽裝機制的運作方式, 因為它存在於自然界. 被稱為偽裝的水下主人, 頭足類動物由於其皮膚中高度敏感的色素體器官而具有驚人的偽裝能力. 色素細胞器官的機制圍繞著一個含色素的單一色素細胞, 與4至24個徑向排列的肌纖維結合在一起. 當章魚肌肉收縮時, 無論是逃離危險境地還是抓捕獵物, 該生物的色素細胞都會快速的變化, 從而有效地轉移皮膚色素. 除了基本的顏色變化之外, 頭足類動物還可以通過選擇性地和順序地擴大和縮小不同組的色素細胞, 在偽裝能力方面具有戰略意義, 從而實現跨越很大範圍的顏色轉換. 用外行人的話來說, 章魚不僅能迅速改變顏色, 它也可以有條不紊地與周圍環境相匹配. 受到這種自然奇觀的啟發, 薑雲耀和Yaning Li開始通過多種材料的3D列印方式開發自己的人造色素. 儘管章魚使用他們的色素能力主要用於色素轉運, 但新罕布希爾大學的教授們試圖通過他們的工作帶來戲劇性的變化和獨特的順序開放機制. 拉普拉斯效應 (也稱為負泊松比效應) 的科學概念是實現成功結果的關鍵, 它允許材料在朝不同方向拉伸時沿一個方向擴展. 通過在兩個不同的方向上調整它們的手性幾何形狀, 他們可以設計一種機制, 僅在一個方向上載入時, 可以使不同大小的單元順序開啟. 這意味著人工設計的單元格可以以不同的排序模式開啟, 並通過幾何和材料的組合進行調整. 作為一種有價值的新設計理念, 薑雲耀和Yaning Li的創新可能會對我們用於促進藥物輸送和顏色變化的智能超材料產生嚴重影響. 至少可以說, 潛在的應用很多. 通過利用這些3D列印的色素, 生物醫學支架, 繃帶, 藥物儲存器和支架可以設計得更加有效, 以適應佩戴者的身體. 除了智能響應複合材料, 執行器和感測器以及可拉伸電子器件等領域外, 可摺疊或可展開器件的擴展領域也可以從創新中受益. 來源: 中國3D列印網 |
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