学术报道

【研究背景】 随着5G、毫米波通信和太赫兹通信等高频通信技术的快速发展，对天线性能提出了更高要求，尤其是在增益、带宽与小型化方面。梯度折射率超构透镜因其无需复杂馈电网络即可实现高增益波束辐射，逐渐成为研究热点。 陶瓷材料具有高介电常数、低介电损耗、优异的机械性能和环境稳定性，是制造高频超构透镜的理想材料。数字光处理3D打印技术因其高分辨率和大成型尺寸，适合制造结构复杂的陶瓷器件。然而，陶瓷颗粒对紫外光的散射效应严重影响了打印精度，尤其在W波段（75–110 GHz）中，单元结构尺寸小至微米级，对…

【研究背景】 在我们日常生活中，从跑鞋的缓震鞋底、汽车的减震器，到精密仪器的防震包装，能量耗散材料无处不在。它们如同默默无闻的“安全卫士”，通过将破坏性的动能（如冲击、振动）转化为热能等方式消耗掉，保护着人和设备的安全。 在众多材料中，聚合物基材料因其可重复使用和对冲击速度敏感（即加载越快，越“硬核”）的特性而备受青睐。然而，它们长期以来面临着两大难以逾越的技术瓶颈：（1）难以同时实现高损耗因子（高效耗能指标，tanδ > 1）和高模量（材料刚性，> 20 MPa）。高耗能的通常太软…

【研究背景】 4D打印是一种基于3D打印发展而来，将智能材料和力学设计融入打印过程的新型制造技术。在光、热、电、磁等外界环境刺激下，4D打印结构可随时间产生形状或功能的改变，在生物医疗、航空航天等领域有着广阔的应用前景。目前，能实现4D打印的材料主要局限于水凝胶、形状记忆聚合物和液晶弹性体等智能软材料，而对于陶瓷类硬质材料的4D打印仍存在诸多技术瓶颈。现有的陶瓷4D打印主要基于墨水直写工艺，且需模具实现结构预编程，效率和精度有待提高。因此，需要开发一种无需模具或外力辅助变形的高效高精度陶瓷4D打…

【研究背景】 将水凝胶与其他高分子材料快速键合形成水凝胶-高分子复合结构，可起到保护、增强水凝胶结构或引入新功能的作用，这在生物医疗、柔性电子等诸多领域有着很大的应用价值。但是，目前关于水凝胶-高分子复合结构的研究主要集中在实现水凝胶与硅胶间的界面键合，且结构多为简单的层合结构，极大地限制了其应用。 基于数字光处理的3D打印技术通过数字化紫外光辐射引发液态光敏树脂局部光聚合形成固态三维结构，是制造高精度复杂三维结构的理想技术。利用该技术可对各种光敏水凝胶和高分子材料进行快速三维成型。但是，对于采…

【研究背景】 3D打印是近年来的一大研究热点。在该领域，研究人员近些年来从开发新技术、新材料、新应用等角度都作出了重大突破。但是，这些成果主要集中在实现单种材料的3D打印。与单材料3D打印不同，多材料3D打印能够在三维空间任意布置两种或者更多性质或功能截然不同的材料，这极大地丰富了3D打印的设计与制造能力。尽管如此，目前关于多材料3D打印的研究成果相对较少。多材料3D打印的实现方式也主要以喷墨或者墨水直写为主。这些方法对于打印材料的多样性，多材料结构的特征尺寸都有一定的限制。数字光处理（Digi…

近日，南方科技大学机械与能源工程系教授葛锜在《自然通讯》(Nature Communications)上发表题为“Highly Conductive and Stretchable Nanostructured Ionogels for 3D Printing Capacitive Sensors with Superior Performance”的论文，该工作基于光诱导的微相分离策略，制备了具有双连续纳米结构的离子凝胶，在保证打印精度和力学性能的情况下显著提高了离子凝胶的导电性，通过3D打印…

近日，南方科技大学机械与能源工程系教授葛锜团队在可重构4D打印技术领域取得重要进展，相关成果以“Reconfigurable 4D Printing via Mechanically Robust Covalent Adaptable Network Shape Memory Polymer”为题发表在国际知名综合期刊《科学∙先进》（Science Advances）上。 4D打印作为新兴跨学科前沿研究领域，已成为国内外热点研究方向之一。形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers…

近日，南方科技大学机械与能源工程系葛锜教授与西安交通大学原超副教授研究团队在陶瓷4D打印方向取得新进展，相关论文以“Direct 4D printing of ceramics driven by hydrogel dehydration”为题发表在Nature Communications期刊。该工作提出一种简单高效的陶瓷4D打印制造方法和设计策略，适用于各种复杂三维陶瓷结构的快速成型。 4D打印是一种基于3D打印发展而来，将智能材料和力学设计融入打印过程的新型制造技术。在光、热、电、磁等外界…

近期，南方科技大学力学与航空航天工程系杨灿辉团队与机械与能源工程系葛锜团队合作在《自然通讯》(Nature Communications) 上发表题为“Polyelectrolyte elastomer-based ionotronic sensors with multi-mode sensing capabilities via multi-material 3D printing”的论文，报道了通过多材料数字光固化3D打印技术一体化设计制造基于聚电解质弹性体的多模式传感离子电容传感器。 在…

近期，南方科技大学机械与能源工程系副教授葛锜团队在Nature Communications上发表文章Centrifugal multimaterial 3D printing of multifunctional heterogeneous objects，提出了离心式DLP多材料3D打印方法，并研发了Centrifugal Multimaterial (CM) 3D打印系统，用于制造大幅面复杂三维异质结构，并从体素尺度实现对结构的成分、性能与功能的精准控制。 与单材料3D打印不同，多材料3D…