供稿人:彭刚 田小永 发布日期：2017-12-25
形状记忆聚合物（shape memory polymer，SMP）是指具有初始形状在一定条件下改变其形状并固定后，通过外界刺激（热、光、电等）又可恢复其原始形状的高分子材料。相比于形状记忆合金，它具有轻质、低成本的优势。由于独特的热、力、光学特性和特殊的应用背景，SMP多年来一直作为学术热点问题备受关注。但受限于目前材料加工手段的不足，SMP一直未能在柔性电子领域吸引广泛关注。
柔性电子对元器件的加工精度和结构形式提出很高的要求，如何同时解决SMP的分子结构合成和宏观结构制造将是决定它在该领域发展的关键。而耶路撒冷希伯来大学的研究者Matt Zarek等人利用3D打印技术（光固化成形SLA）成功制备具有任意结构的SMP材料，如图1，这为解决以上难题提供良好的借鉴。
图1形状记忆高分子材料3D打印实体模型
具体地，研究者以丙烯酸树脂与聚己内酯大分子单体为主要化学成分，加入光引发剂后，合成可用于3D打印的树脂材料。图2(a)和(d)分别为不同的3D打印成形SMP功能零件，在后处理中，通过在零件表面涂覆相应的导电涂层获得最终的温度传感器和电压传感器，分别如图2(c)和(e)所示。两者都是利用SMP对于材料温度的敏感性恢复变形，从而达到自动控制电路通断的目的。
图2 以3D形状记忆聚合物为基础的电气元件
虽然SMP在柔性电子领域的应用依然处于探索阶段，但3D打印技术的加入使得复杂结构、多功能柔性SMP的快速制造成为可能，这将在柔性电路的封装及自动控制系统的设计中发挥明显的优势。