多年以來，3D打印新材料的喜訊從未斷過，但是在4D打印方面呢？近日，布里斯托大學和巴斯大學開發出一種能對外界刺激作出反應的4D打印材料，這種材料兼具成本效益和可持續性的優勢，採用水凝膠基質，總纖維素含量高，纖維分散性好，實屬4D打印材料的上選。
該團隊在題為《4D打印響應式纖維素水凝膠複合材料》的論文中，對新型複合材料的研發成果進行了討論分析，該論文最近發表在《材料與設計》雜誌上。
摘要中寫道：“本文重點介紹了增材製造纖維素水凝膠複合材料的開發，探討了纖維素水凝膠複合材料的物理表徵，比如穩定性、膨脹力和流變性，並進一步對這種材料是否適合4D打印，進行了評定。”
纖維素是自然界中資源最豐富的生物大分子，是一種柔性的刺激響應式材料。“將水引入纖維素，可使氫鍵減弱或放鬆，從而導致非晶區域的塑化。”研究人員表示。“這些嵌入的水分子使整個材料膨脹，導致結構發生定向的變化。”
3D打印能夠輕鬆駕馭各種各樣的複雜結構，因此使用3D打印技術加工4D材料是非常有優勢的。然而不幸的是，大多數的3D打印工藝都不能加工4D的纖維素材料。因此，為了推進4D打印的發展，必須進一步對材料或工藝進行優化。
“為了解決這個問題，本文重點研究了一種具有成本效益且能使用3D打印工藝加工的材料，不僅能使用複雜的3D打印工藝來加工，成品還能具有4D打印的特徵，對外界的刺激做出反應。”相關工作人員表示，他們將進一步對材料和打印工藝進行優化，確保這種纖維素複合材料能夠在4D打印的應用中，得到進一步的發展。
這次的研究使用的原料是羧甲基纖維素鈉（CMC-Na / CMC）——一種具有生物相容性的纖維素衍生聚合物。它的自我修復性能良好，通常用作食品和藥品行業的增稠劑。本是普普通通的物質，在研究人員的妙手中，竟化平凡為神奇，變成4D打印的材料，就衝這，必須要拍手稱讚！
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