摘要

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶在生物医疗、软体机器人等领域有着广泛的应用。为了实现多曲率变形,提出一种具有异质被动层的PNIPAM基水凝胶智能结构。该智能结构由均质主动层与异质被动层组成,其中异质被动层由多种具有不同弹性模量的材料组成。基于该智能结构开发了利用墨水直写打印工艺的多材料4D打印一体化制造方法,阐述了多曲率变形基本原理和制造工艺流程,制备了适用于该工艺的4D打印墨水,优化了喷头移动速度、背压等工艺参数对线宽及周期的影响,制造了异质被动层由两种不同弹性模量材料组成的PNIPAM基水凝胶智能结构的典型案例,并验证了该结构能实现多曲率变形。