近日，达特茅斯学院化学助理教授ChenfengKe实验室对外公布消息称之为，其用于3D打印机建构出有需要驳回自身体重15倍的智能材料。该材料通过将称作轮烷的机械互锁分子转化成纳米机械来工作。由于需要号召于性刺激而继续执行任务，因此可将能量转化成为运动的Rotaxanes，有时称作“纳米机械”。
然而，让它们像确实的机器一样工作早已被证明是棘手的。由于这些轮烷的人组可以由数十亿个随机倾向的个体构成，所以“运动”实质上是在每个方向再次发生的，这一般来说造成没任何简单的功能。为了充分利用轮烷，科学家们必须设计一种掌控它们的方向和实时运动的方法。现在，达特茅斯大学化学专家ChenfengKe或许早已寻找了一种这样做到的方法，即借助3D打印机。
该实验室仍然在用于称作聚轮烷的分子系列，其在分子轴上具备多个的环，并且可以更容易地展开强化和掌控。研究小组找到，通过向一组聚轮烷中重新加入水，它们有可能造成微小分子的的环硬在一起而不是一旁移动。
这使得分子更加“笨拙”，并容许研究人员生产出有数十亿个这些更加强劲分子的简单系统，所有这些都准确地面向工作。随着聚轮烷的环瞄准在两边的方位，实验室需要将所含分子的聚合物混合物3D打印机成格子状结构。
“在3D打印机出有聚合物之后，我们用于了一种光固化工艺，类似于在美甲店的硬化指甲油的紫外线灯来烧结聚合物。”Ke说道。
“我们留给了一种具备较好3D结构完整性和机械稳定性的材料。”研究人员找到，3D打印机的晶格立方体结构最适合于最大限度地提升材料的变形能力，这提升了其展开简单工作的能力。
通过用于溶剂将凝轮烷的环结构从随机来回移往到静止状态，然后再度回到，研究人员可以很更容易地掌控材料的运动。“就像移动珠子强化或巩固弦一样，这种形状变化是至关重要的，因为它容许将分子运动缩放到宏观运动。”Ke说道。
通过测试这些3D打印机材料的机械功能，其结果令人印象深刻印象。根据研究人员称之为，由这种智能材料生产的3D印花格子立方体可以驳回一个小巧的硬币，尺寸为1．6毫米，重量是立方体的15倍。
最重要的是，这只是3D打印机操作者轮烷的开始。“我们期望这一变革将使科学家需要更进一步研发智能材料和设备，”Ke评论道。
“例如，通过对下降运动减少膨胀和变形，分子机器可以用于类似于人类可以做到的简单任务的软机器人。
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