記憶聚合物的案例
4D打印形狀記憶聚合物在生物醫療領域的研究進展
形狀記憶聚合物是一種在外界刺激條件下產生形狀變化的智能材料，4D打印是基于可變形材料和3D打印技術的一種綜合性技術，可變形材料中形狀記憶聚合物的應用最為廣泛，目前4D打印形狀記憶聚合物在各個領域都有應用，如生物醫療、航空航天、電子器件等領域，其智能化和可定制化的特點在生物醫療領域具有巨大的應用價值。4D打印技術突破了傳統醫學領域個性化訂制的技術瓶頸，為生物醫療領域的進一步發展提供了新的契機近年來，受到了國內外學者的廣泛研究和關注。
哈爾濱工業大學冷勁松教授研究團隊對4D打印形狀記憶聚合物在生物醫療領域的國內外研究進展進行全面而系統的綜述。他們首先對形狀記憶聚合物材料的響應機理及形變激勵條件（如溫度、濕度、電場、磁場、pH等）進行了解析，也對4D打印原理進行了闡述，同時詳細介紹了4D打印形狀記憶聚合物在生物醫療領域的實例和應用價值，包括血管支架（圖4）、氣管支架、細胞支架、骨支架、心臟支架、乳房支架、仿生肌肉等。該團隊還總結了4D打印形狀記憶聚合物在生物醫療領域的應用前景（圖3）、最后，該團隊對目前4D打印形狀記憶聚合物在生物醫療領域存在的問題進行了探討，并對其未來發展方向進行了展望。
圖4 4D打印形狀記憶血管支架在外加磁場的作用下發生形變的示意圖[34]
圖3 4D打印形狀記憶聚合物在生物醫療領域的應用及潛在應用
相關文章發表于《中國科學：技術科學》雜志，相信這篇綜述對相關領域的研究者具有重要的參考價值。
全文連接：
http://engine.scichina.com/doi/10.1360/N092018-00153
來源：高分子科學前沿
展開 哈工大冷勁松教授團隊《中國科學》綜述：形狀記憶聚合物微納米纖維膜在生物醫學中的應用進展
形狀記憶聚合物作為一種新興的智能材料能夠記憶暫時形狀，并在外界激勵條件下主動回復到初始形狀。基于靜電紡絲技術，將形狀記憶聚合物及其復合材料制備成纖維結構，實現熱、電、光、PH、水、磁及電效應等激勵變形過程，在生物醫療、智能紡織、傳感、驅動等方面應用廣泛。近年來，受到了國內外學者的廣泛研究和關注。
哈爾濱工業大學冷勁松教授團隊就近10年形狀記憶聚合物微納米纖維膜的制備技術、結構形貌、驅動方法及其生物醫學應用進行了系統論述。文章總結了由靜電紡絲技術制備的形狀記憶聚合物微納米纖維膜的多種結構，包括無紡、核殼、中空、取向纖維等結構（Fig3）及其不同的驅動方式，包括熱驅動、磁驅動、水驅動等驅動方法。隨后，文章對形狀記憶聚合物微納米纖維膜在骨組織支架、骨組織修復、神經支架（Fig10）及細胞培養等方面的應用進行了系統總結。最后，該團隊對目前形狀記憶聚合物材料其他結構在血管直接、氣管支架、骨修復藥物及細胞載體、動脈瘤、血栓和心臟貼片等醫學領域中的應用進行了概括，并對形狀記憶聚合物微納米纖維膜未來的發展方向進行了展望。
圖文速遞
圖3 不同結構的纖維無紡結構（a）[30]；核殼結構（b）[33]；中空結構（c）[34]和取向纖維（d）[37]
圖10 在第9天，在（A）P5，（B）P5C0.5，（C）P5C1和（D）P5C2納米纖維上培養PC12細胞表達的NF200[45]
形狀記憶聚合物微納米纖維膜在生物醫學中的應用進展相應文章發表于《中國科學：技術科學》雜志上，相信這篇綜述對相關領域的研究者具有重要的參考價值。
全文連接：
https://doi.org/10.1360/N092018-00126
來源：高分子科學前沿
展開 新加坡研究人員開發出雙網絡自修復4D打印形狀記憶聚合物
在所有4D打印材料中，形狀記憶聚合物（Shape Memory Polymers-SMPs）因具備更高的剛度，更快的響應速率，而被認為是最有應用前景的4D打印材料之一。然而，大多數基于SMP的4D打印材料都是通過(甲基)丙烯酸酯類樹脂形成的永久共價交聯熱固性網絡，一旦發生任何損壞則不能修復。
為了解決這一問題，新加坡科技設計大學(Singapore University of Technology and Design-SUTD)葛锜助理教授科研團隊最近開發了一種適用于高精度3D打印技術的雙網絡自修復形狀記憶聚合物(Self-healing SMP-SH-SMP)體系以實現自修復4D打印。在SH-SMP溶液中，形成SMP網絡的光敏甲基丙烯酸酯與高精度數字光處理 (Digital Light Processing - DLP) 3D打印技術具有良好的兼容性，從而可以實現高精度(最高可達30微米) 復雜結構的4D打印 (圖1a)； 而滲透在SMP網絡中的半結晶線性聚合物 - 聚己內酯（Polycaprolactone - PCL）則賦予4D打印結構自修復能力 (圖1b)。實驗表明，當PCL在SH-SMP體系中的含量高于20%時，受損結構的力學性能可以恢復到90％以上。此外，PCL含量也極大的影響了SH-SMP溶液的黏度。為了研究SH-SMP溶液粘度對DLP 3D打印過程的影響，該團隊還同新加坡科技研究局(A*Star) 高性能計算研究院（Institute of High Performance Computing - IHPC）合作，通過計算流體動力學（CFD）模擬求得DLP 3D打印所能接受的最高溶液粘度，用以指導SH-SMP溶液的配制。
圖1. 雙網絡自修復4D打印形狀記憶聚合物。
展開 abaqus形狀記憶聚合物結構的熱-力學有限元模擬
形狀記憶聚合物(Shape Memory Polymer，SMP)是一類擁有寬廣應用前景的新型智能材料，具有質量較小、變形量大等優點，在航空航天、紡織行業以及生物醫學等領域應用十分廣泛，目前正受到人們的密切關注。
為了研究形狀記憶聚合物相關結構的形狀記憶過程，以往常常需要使用Fortran語言去編寫復雜繁瑣UMAT(用戶材料子程序)，現在本人采用了一種適合對SMP復雜結構進行有限元模擬的方法，該方法不需要寫umat子程序，分別利用有限元仿真軟件ABAQUS中內置的廣義Maxwell模型和Neo-Hookean模型來描述材料的粘彈性行為和超彈性行為。然后針對SMP的板結構，通過ABAQUS軟件對它們的形狀記憶過程進行了有限元模擬分析，得到了應力-應變-溫度三者間的關系。模擬結果表明：本文介紹的這種新方法能夠準確地模擬SMP的形狀記憶過程。
一、SMP熱粘彈性本構模型
根據Tobushi等人的研究，得到了用應力率表示應變率的微分形式的SMP力學一維本構方程：
二、SMP板結構的有限元模擬
1、有限元模型建立
在ABAQUS中建立SMP平面板模型如圖1所示，尺寸為100mm×40mm，選擇Shell進行建模，指定厚度為5mm。網格劃分一共有160個單元，從計算效率考慮，每一個單元尺寸設置為2mm，采用S4R殼單元，即為四節點減縮積分殼單元，計算方式采用Full-Newton求解法。
圖1 有限元模型
在相互作用模塊，需要將板的兩個短邊分別耦合到兩個控制點，控制點與邊之間設置MPC-beam耦合，圖1中的RP-1和RP-2分別為兩邊的控制點。材料屬性設置用到了SMP本構模型。
展開 
浙江大學謝濤教授團隊《AM》：可自發變形的超分子形狀記憶聚合物
以傳統形狀記憶聚合物為例，首先它需要特定的外界刺激來觸發變形，比如最常見的熱刺激；其次它的變形只遵循單一的回復路徑，比如從臨時形狀回復為永久形狀。而施加刺激在某些場景下（如體內環境）往往很難實現，并且很多功能也要求變形路徑的多元化，因此這些不足很大程度地限制了變形材料的應用價值。
鑒于此，浙江大學謝濤教授團隊報道了一種無需特定外界刺激就可實現自發多路徑變形的形狀記憶聚合物，并探究了該材料在4D打印、防偽和時間溫度指示劑等方面的應用。
該體系中同時具有永久共價交聯與多重UPy氫鍵交聯，共價交聯保證了永久形狀的回復(形狀回復率)，而氫鍵的動態交換可用來調控自發回復的動力學（形狀回復速率）。具體來說，在高溫下編程時，氫鍵交換速率快，引起部分鏈段松弛，體系中熵驅動力變小，因此在室溫下自發回復的速率較慢；而在低溫下編程時氫鍵交換速率慢，體系的熵驅動力大，在室溫回復時速率較快（圖1）。由于時溫等效性，控制編程時間同樣可以帶來不同的熵驅動狀態。總而言之，通過控制編程的時間和溫度，可以實現自發的時序性變形行為。
圖1 網絡設計及編程原理
基于此原理，通過數字化光熱效應可以區域化調控編程溫度，從而控制各區域的內應力松弛程度。而內應力松弛程度又決定了形狀回復速率，因此在各區域的協同作用下該材料便可實現二維平面—三維立體—二維平面的自發變形路徑的編程化。通過設計油墨圖案并且結合激光切割，可以得到復雜的非穩態多路徑變形（圖2）。
圖2 非穩態多路徑變形
進一步地，將該體系應用于光固化3D打印，可以制備具有復雜三維結構的永久形狀。
展開 形狀記憶聚合物本構關系在abaqus中實現
<p>有需要形狀記憶聚合物abaqus本構關系程序的聯系我，通過abaqus內置本構模型即可設置SMP材料屬性。</p>
南方科技大學葛锜《AM》強機械，UV固化的形狀記憶高分子聚合物，用于4D打印數字光處理
與用于4D打印的其他軟活性材料相比，形狀記憶聚合物（SMP）具有更高的剛度，并且與各種3D打印技術兼容
。其中，紫外線（UV）固化SMP與基于數字光處理（DLP）的3D打印兼容，以制造具有復雜幾何形狀和高分辨率的基于SMP的結構。但是，可紫外線固化的SMP在機械性能方面有局限性，這極大地限制了它們的應用范圍。
最近,
南方科技大學
葛锜副教授
團隊
報道了
一種機械堅固且可紫外線固化的SMP系統，該系統高度變形，耐疲勞并與基于DLP的3D打印兼容，以制造高分辨率（
最大
2 μm），高度復雜的3D結構，該結構顯示加熱時的
形狀變化（高達1240％）
。更重要的是，已開發的SMP系統具有出色的抗疲勞性，并且可以重復
加載超過10000次。
機械強度高且可紫外線固化的SMP的開發顯著改善了基于SMP的4D打印結構的機械性能，從而使其可用于航空航天，智能家具和軟機器人等工程應用。
相關論文以題為發表在《Advanced
Materials》上
。
【主圖導讀】
圖1
強機械的
tBA-AUD SMP，用于基于DLP的4D打印。
a）高度可拉伸的tBA-AUD SMP狗骨樣品的形狀記憶周期快照。b）基于DLP的3D打印設備的示意圖。c）用tBA–AUD SMP印刷的寬度為2 μm的網格圖案的顯微圖像。d）用tBA–AUD SMP印刷的開爾文泡沫。e）通過拉伸開爾文泡沫來證明形狀記憶效果。f）通過壓縮和折疊開爾文泡沫來證明形狀記憶效果。
圖2
tBA-AUD SMP前體溶液的詳細信息和特性。
a）用于制備tBA-AUD SMP前體溶液的AUD，tBA，IBOA和TPO的詳細化學結構。
展開 南方科技大學葛锜《AM》強機械，UV固化的形狀記憶高分子聚合物，用于4D打印數字光處理
與用于4D打印的其他軟活性材料相比，形狀記憶聚合物（SMP）具有更高的剛度，并且與各種3D打印技術兼容
。其中，紫外線（UV）固化SMP與基于數字光處理（DLP）的3D打印兼容，以制造具有復雜幾何形狀和高分辨率的基于SMP的結構。但是，可紫外線固化的SMP在機械性能方面有局限性，這極大地限制了它們的應用范圍。
最近,
南方科技大學
葛锜副教授
團隊
報道了
一種機械堅固且可紫外線固化的SMP系統，該系統高度變形，耐疲勞并與基于DLP的3D打印兼容，以制造高分辨率（
最大
2 μm），高度復雜的3D結構，該結構顯示加熱時的
形狀變化（高達1240％）
。更重要的是，已開發的SMP系統具有出色的抗疲勞性，并且可以重復
加載超過10000次。
機械強度高且可紫外線固化的SMP的開發顯著改善了基于SMP的4D打印結構的機械性能，從而使其可用于航空航天，智能家具和軟機器人等工程應用。
相關論文以題為發表在《Advanced
Materials》上
。
【主圖導讀】
圖1
強機械的
tBA-AUD SMP，用于基于DLP的4D打印。
a）高度可拉伸的tBA-AUD SMP狗骨樣品的形狀記憶周期快照。b）基于DLP的3D打印設備的示意圖。c）用tBA–AUD SMP印刷的寬度為2 μm的網格圖案的顯微圖像。d）用tBA–AUD SMP印刷的開爾文泡沫。e）通過拉伸開爾文泡沫來證明形狀記憶效果。f）通過壓縮和折疊開爾文泡沫來證明形狀記憶效果。
圖2
tBA-AUD SMP前體溶液的詳細信息和特性。
a）用于制備tBA-AUD SMP前體溶液的AUD，tBA，IBOA和TPO的詳細化學結構。
展開 西安交通大學陳鑫教授/白永康副教授課題組：從切蘋果到原位生成構建近紅外光響應三段形狀記憶材料
近紅外光響應形狀記憶聚合物因其遠程控制等優勢在光驅動器、光控微流體器件及生物醫學裝置等領域有著重要的應用前景。目前制備近紅外光響應形狀記憶聚合物的常用方法是將貴金屬納米顆粒等光熱轉化材料引入熱響應形狀記憶聚合物，但為了提高光熱材料在聚合物中的相容性一般需要采用表面改性、原位接枝等手段。同時傳統的貴金屬納米顆粒或石墨烯等材料均涉及復雜的合成過程，這些因素的存在會大大提高材料制備的難度和成本。因此如何通過一種簡單易行的手段制備近紅外響應形狀記憶材料仍是目前該研究的一個難點。
在生活中，我們會發現蘋果或梨用鐵刀切了以后，表面會變黑。這是由于蘋果或梨等水果的細胞里含有單寧酸，單寧酸與鐵離子化合會生成黑色的單寧酸鐵納米顆粒，而該納米顆粒則具有優異的光熱轉化性能。受此啟發，西安交通大學化工學院陳鑫教授/白永康副教授課題組采用原位生成的方法將單寧酸鐵納米顆粒（FeTA）引入固態的熱響應形狀聚合物中。他們首先采用商業化的乙烯-乙烯醇共聚物作為聚合物基底，通過二異氰酸酯交聯得到熱響應形狀記憶聚合物，并在此過程中引入鐵離子。然后，只要簡單的將所制備的固態薄膜浸入單寧酸溶液中，即可制備具有高光熱響應性能的形狀記憶復合材料。
圖 1 （a）和（b）復合材料的光熱轉化性能；（c）和（d）復合材料近紅外光響應形狀記憶行為
通過對復合材料微觀形貌、機械性能、光熱轉化效應等性能的研究發現，FeTA納米顆粒能夠均勻地分散在聚合物基底中，使得材料不僅能夠體現出優異的機械強度，同時能夠實現優異的光響應形狀記憶性能。
展開 《AM》浙江大學謝濤：超分子形狀記憶聚合物凝膠網絡的自主非平衡變形途徑
對于
形狀記憶聚合物
(SMP)
，它從臨時形狀恢復到永久形狀通常需要外部刺激并遵循單一固定路線。
最近
，
浙江大學
謝濤教授
團隊
將
共價交聯的 SMP 設計為在網絡中具有充足的脲基嘧啶酮 (UPy) 超分子部分。UPy 單元賦予 SMP 強烈的時間-溫度依賴性，這被探索為一種自主變形路徑的
時空編程機制。特別是，數字控制光熱加熱的使用通過非平衡機制提供了控制的多功能性。此外，
其玻璃化轉變過程中的冷卻/加熱為其時間變形引入了鎖定/解鎖機制
。這些
獨特功能的好處通過多形狀轉換、“隱形”基于顏色的時鐘、時間
-溫度指示器和序列可編程 4D 打印得到證明。
相關論文以題為
Autonomous Off-Equilibrium Morphing Pathways of a Supramolecular Shape-Memory Polymer
發表在《
A
dvanced Materials
》上。
【主圖導讀】
圖1
聚合物網絡的化學設計、編程原理和熱機械性能
。
a) 合成中使用的單體的分子結構。b) 網絡中的化學交聯和氫鍵物理交聯。c) 編程原理的機械說明。d) 消除 150 °C 熱歷史后聚合物的 DMA 曲線。e) 在 25 °C 下以不同應變率獲得的應力-應變曲線。
圖2
通過控制變形
/編程溫度來設計自主變形路徑。
a) 應變恢復動力學對變形溫度的依賴性。b)不同變形溫度下獲得的回復率（25°C 下 60 分鐘）。c) 在不同條件（溫度和時間）下變形的樣品達到完全恢復所需的時間。d) 油墨印刷聚合物樣品的自主恢復路徑。
展開 4D打印形狀記憶牙齒矯正器來了，1副4D牙套=10副3D牙套
2022年2月11日，南極熊獲悉，來自德國、埃及和阿聯酋的研究人員開發了一種新型的4D打印透明牙齒矯正器，與目前市場上的矯正器不同，它是由形狀記憶聚合物制成的，具有"4D "形狀記憶功能。
據了解，他們開發的正畸裝置使用Kline Europe的透明ClearX樹脂，采用DLP工藝3D打印而成，一旦戴到用戶的嘴里就會變軟，能夠適應、抓緊和重新定位錯位的牙齒。到目前為止，這種矯正器不僅具有生物相容性，而且證明能夠隨著時間的推移可預測地改變特性，有可能成為當前透明牙套的理想替代品。
△研究人員認為，他們的牙齒矯正器可以大大降低矯正器生產的相關成本，圖片來自Prodways
4D牙齒矯正器的好處
當前的矯正器由不同類型的聚合物制成，例如聚乙烯材料、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酯和聚氨酯。這種矯正器的工作原理是，通過編程設計牙齒的位置與實際牙齒位置之間的偏差，來控制牙齒移動。在市場上大多數流行的矯正器系統中，每個矯正器只能使牙齒移動 0.2 到 0.3 毫米，或每次旋轉1°至3°，每個矯正器要佩戴大約 14 天，然后更換下一副矯正器。因此，牙齒的矯正周期很長，而且成本很高，一般需要幾萬元。
△視頻：當前商業化隱形牙套矯正牙齒的過程
新矯正器材料的引入引起了研究人員的關注。形狀記憶聚合物 (SMP) 是最近引入牙科領域的新型材料之一，特別是用于正畸應用。它們為醫療材料的應用提供了巨大的潛力。
四維打印（4D打印）技術是基于形狀記憶材料的3D打印。顯然，在給定的環境條件下，4D 打印部件具有隨時間（第四維度）改變形狀的能力。隨著形狀記憶聚合物材料的不斷發展，產品設計行業中的新 4D 打印應用有望增長。研究人員將 4D 技術引入正畸矯正器的制造中。
展開 
南科大葛锜/西工大張彪AM：一種用于光固化4D打印的超高力學性能形狀記憶高分子材料
該項研究開發了適用于DLP打印的大變形-抗疲勞形狀記憶聚合物光敏樹脂，可以滿足各類4D打印工程應用對先進智能材料的高斷裂應變、高抗疲勞能力、高承載能力和適應于先進制造工藝等的綜合要求。
西北工業大學張彪副教授、南方科技大學博士后李紅庚和博士生程健翔為論文共同第一作者。葛锜副教授為論文的通訊作者，南方科技大學為唯一通訊單位。該項研究得到國家自然科學基金、深圳市仿生機器人與智能系統重點實驗室、廣東省普通高校人體增強與康復機器人重點實驗室和陜西自然科學基礎研究計劃等項目資助。
原文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101298
來源：南方科技大學
相關進展
南科大/浙大團隊《Sci. Adv.》：在3D打印水凝膠-高分子復合結構方面取得重要研究進展
《Nat. Commun.》：形狀記憶聚合物的亞微米尺度4D打印
北京大學方岱寧院士課題組與佐治亞理工齊航教授課題組《AFM》：氣動多材料4D打印形狀記憶氣球結構
浙江大學謝濤團隊《AFM》：通過數字化光控結晶實現形狀記憶聚合物的4D變形
哈工大冷勁松教授團隊《Adv. Funct. Mater.》：在4D打印形狀記憶聚合物心臟封堵器上取得新進展
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展開 清華大學許華平教授課題組《Adv. Mater.》：在高分子材料的三維形狀光編程領域取得新進展
由于形狀記憶聚合物通過形狀轉換來實現其功能，因此它是一類理想的形狀編程材料。然而傳統形狀記憶聚合物的永久形狀通常依賴成型模具，而復雜模具的設計和加工耗時耗力。通過向形狀記憶聚合物中引入熱響應的動態共價鍵，可以使材料的永久形狀擺脫對成型模具的依賴。但是由于熱刺激不僅可以觸發動態鍵的交換，還會引發材料的形狀回復，因此材料在重塑形的過程中往往需要施加外力約束，這大大限制了材料三維形狀的復雜性和多樣性。除此之外，受熱傳遞過程中的擴散行為和滯后性的影響，熱刺激的時空分辨率相對較低。
為了解決形狀記憶材料應力編輯和形狀回復相互干擾的問題，同時為了提高材料應力編輯的時空分辨率，許華平教授課題組通過向形狀記憶聚合物中引入光響應的二硒鍵，成功地實現了材料在無約束狀態下的三維形狀光編程。該團隊利用光強在材料中的衰減過程和二硒鍵對不同光強的響應性差異，成功地在材料厚度方向上制備形成了應力梯度，通過對該梯度應力進一步熱激活可以引發材料的不對稱收縮，從而完成整個材料的面外彎曲過程。
圖1.光誘導材料形成應力梯度
材料的制備過程分為兩步，首先利用雙酚A二縮水環氧甘油醚和3-氨基丙醇制備線型預聚物，然后利用二羥基二硒分子和二異氰酸酯制備寡聚物，并利用該寡聚物對線型預聚物進行交聯。通過測量玻璃化轉變溫度對不同的配方進行篩選，并對篩選后得到的材料進行形狀記憶行為和應力松弛行為的表征。
圖2.材料的制備及表征
通過將不同的應力方向、輻照區域和輻照方向進行組合，可以實現材料的一系列基礎變形，這其中包括彎曲、折疊、扭轉、螺旋等多種不同的變形模式。
展開 4D打印形狀記憶聚合材料，已到豬狗以及人的實驗
專家點評
裴國獻：冷教授，我覺得這個工作非常有價值，您剛才提的幾個病例、用的方位我們都有體會，形狀記憶合金80、90年代骨科臨床做的非常多了，做的最多是長海醫院張教授，你這個工作，你談了4D打印，那么與3D打印，與傳統形狀記憶合金有什么不同。
冷勁松：它不是合金是聚合物，能降解是聚合物，傳統心臟支架都是金屬，什么是聚合物，塑料杯子就是聚合物，我們做的不是形狀記憶合金，是形狀記憶聚合物，聚合物本身可以降解，跟可降解材料一樣，我們材料除了可降解功能求可以自己控制變形。
我們把聚合物加上纖維做成復合材料之后，控制磁場控制變形，或者加上碳纖維。4D和3D的區別，3D打印東西是打印復雜結構，4D是你打的復雜結構能變，變成你需要的形狀。金屬也可以變，金屬不能打印，記憶合金打印不出來3D的東西，記憶金屬降解非常難，我們的特點一個是聚合物可以變形，而且是大變形，記憶合金變形兩8%到12%，聚合物600%，聚合物跟金屬不一樣可以降解，金屬怎么控制它？金屬在人體血管里靠超彈性自己彈開。聚合物控制方式很多，我們可以加熱放在熱水里面，可以加磁場，可以光照，可以放在人體血液里面，人體血液70%是水，溫度不變，水自己可以讓它變形，就是這個材料可以變形。
裴國獻：骨頭那一塊你的思路特別好，采用微創的技術植入進去，里面經過體內溫度變化可以膨脹，但是骨缺損修復一定要支撐，膨大之后。
冷勁松：承受力沒有問題的，我們文章已經要發表了，我們也做過力學性能實驗，跟金屬骨組織支架相比是沒有問題的，同時我們這個結構設置成多孔的結構。
裴國獻：我不是挑毛病，我提一下，撐開以后有力學強度不行，骨細胞長進去，核材料怎么樣，這個你們要做。進去以后材料支撐自身細胞的生長這個你們要關注。
冷勁松：您說的對，我們的材料跟細胞兼容性、生長正在做這個東西，而且現在我們有一個好處，這個上面可以載藥，讓藥釋放出來。
展開 多材料3D打印技術取得重大突破
這款驅動器包括一層活化形狀記憶聚合物(SMP)，該材料可以根據溫度的變化而改變剛度。先前，嘗試用形狀記憶聚合物制造驅動器，其結果并不理想，響應緩慢，清晰度有限。但該跨國研究團隊使用直寫成型技術和多材料3D打印技術，將加熱元件和冷卻元件插入驅動器中，從而研發出首個快速響應、剛度可調的軟性驅動器。
此項目的共同負責人之一，新加坡科技設計大學科學和數學系的助理教授Qi (Kevin) Ge說道：“我們將商用噴墨多材料3D打印技術與直寫成型技術相結合，制造出全打印快速響應、剛度可調的驅動器，嵌入式形狀記憶聚合物層可以形成剛度可調性，而快速響應則由于嵌入式加熱元件和冷卻元件。”
形狀記憶聚合物層使得驅動器的硬度是基材的120多倍，還不失靈活性，并且，得益于溫度控制元素，在僅僅32秒內，驅動器可以經受整個冷熱循環(從25°C上升到70°C，然后回落至25°C)！葛教授說道：“變形驅動器在其僵硬狀態下甚至在釋放壓縮空氣之后，可以執行荷載任務。更重要的是，冷熱循環可以在大約半分鐘內完成。”
此外，該團隊還設計了計算機模型，用于指導后續驅動器的設計。新加坡科技設計大學博士后研究員、論文共同第一作者張元芳說道：“我們還建立了計算模型，以模擬首個驅動器的機械性能和熱電性能，一旦通過實驗驗證，這些模型將用于指導快速響應、剛度可調驅動器的設計，并幫助提升負載能力。
當然，沒有經過實踐檢驗，任何研究都是不完整的，所以研究團隊制作了帶有三個快速響應、剛度可調驅動器的機械手，并演示了它舉起和抓取各種物體，包括燈泡和啞鈴。項目共同負責人Guoying Gu教授解釋道：“為了展示原型的高負載能力和形狀自適應性，我們設計了快速響應、剛度可調的驅動器的機械手，可以抓取和舉起任意形狀和10克到1.5公斤之間不同重量的物體。”
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