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2025年09月04日
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“沒有變形就沒有這個世界。”
北京時間2016年12月9日，浙江大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室謝濤教授團隊，在最新一期德國《先進材料》（材料科學(xué)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先學(xué)術(shù)雜志之一）上發(fā)表論文。在解釋這項創(chuàng)新成果時，他說了這句記者以為是電影《變形金剛》里的臺詞。
謝濤帶領(lǐng)的團隊發(fā)明了一種制造三維立體形狀材料的新方法，像是魔術(shù)般地變形：一張二維的膜，幾分鐘里就開成了花朵、長出了翅膀、甚至生成了人類的五官。
日前，錢報記者來到謝濤團隊的實驗室，觀摩這超級變變變。
三分鐘不到
一片膜變成了馬蹄蓮
一張平面的膜，可以有多少種方式表達這個世界？來看謝濤團隊這次研制的塑料，怎么自己變形。
論文的第一作者黃麗媚博士生，在實驗室向我們現(xiàn)場展示了一朵馬蹄蓮的生成。
需要的裝備是：一架作為光源的投影儀；兩片玻璃；一點光固化液體材料——這類材料并不特殊，它可能就靜靜地躺在你的蛀牙洞里。對，它見光凝固，是補牙的常用材料。
黃麗媚把幾滴光固化液體放在兩片玻璃之間，用投影儀照。
液體材料的變化，只需要幾秒鐘，仿佛看了一場極短的微電影。
其中的每一個像素點，在經(jīng)歷了不同的光照時間后，使得分子被光固化的程度不一樣，這為它稍后能夠“變魔術(shù)”打下基礎(chǔ)。
經(jīng)過這不均勻的“日光浴”后，黃麗媚把玻璃中間的材料拿出來，之前的液體已經(jīng)變成一張扁平的薄膜。
膜被放進石蠟里，溶脹的石蠟形成凝膠。因為每個像素點的分子結(jié)構(gòu)都不同，它們吸石蠟的量不同，整片材料開始慢慢扭動。三分鐘不到，變出了一朵馬蹄蓮。
整個多維立體材料的制備過程，大約是3D打印同樣材料的1/10時間。更奇妙的是，研究者可以很方便地使三維物件具有隨時間變化的第四個維度，例如形狀記憶效應(yīng)等，因此將該技術(shù)稱為快速多維制造。
用途多多
以后珠寶首飾能自己做嗎
人的角膜，是一種特殊的生物凝膠。所以，從理論上講，眼角膜也可以像謝濤團隊制備出來的凝膠一樣，變形。
角膜為眼睛提供大部分的屈光力，使得外界的光線可以準確地聚焦在視網(wǎng)膜上構(gòu)成影像。當角膜曲率過大，聚焦的影像位置在視網(wǎng)膜前方時，人會近視；反之，就會成遠視。
謝濤團隊可以通過光照改變水凝膠的性狀，那么就有可能實現(xiàn)通過光照，改變角膜上的蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而使其不均勻吸水變形進而使其曲率恢復(fù)正常，那么近視和遠視的問題就能解決了。
當然，實現(xiàn)這個技術(shù)可能還比較遙遠。但這套多維材料制備方法有一個近期可行的用途，女士們會心動的：它可以幫助造珠寶首飾。
首飾工匠要做的第一步工作，就是參照設(shè)計圖紙手工雕刻出蠟版，再利用失蠟澆鑄的方法倒出銀版。
這是首飾制作工藝中費時、要求最高的工序，銀版必須光潔無痕，各部分結(jié)構(gòu)合理，鑲嵌寶石的位置、尺寸才能準確無誤。
以往失蠟鑄造都靠手藝人手工做，就算現(xiàn)在有了3D打印機，也大概需要個把小時。
如果用上謝濤團隊的變形材料，光一照，水一泡，幾分鐘就可以做一個模子了。
我在現(xiàn)場聽得很興奮：“那我可以自己做珠寶首飾了？！”
“呵，呵。”謝教授看不下去了，澆一點冷水，“你才得到了模子，后面還有膠模注蠟、挑選配石等近20個步驟。”
