圖：香港城市大學呂堅教授 受訪者供圖

　　在國家自然科學基金委等機構的支持下，香港城市大學呂堅教授團隊通過兩年半的努力，近日在全球首次實現陶瓷4D打印。呂堅教授的研究成果日前發表在《Science Advances》上，並獲得四項美國專利，被業界認為或將開啟陶瓷結構應用的新篇章。這種新型材料在3C（電腦、通訊和消費電子）產品、航天器零部件特別是航空發動機製造等方面，擁有很大應用潛力。呂堅在接受大公報採訪時表示，陶瓷4D打印技術具有很大應用前景，或將助力未來航空引擎的研製。/大公報記者　劉凝哲北京報道

　　隨着現代科技的發展，陶瓷已逐步成為新材料的重要組成部分，是許多高技術領域發展的重要關鍵材料，尤其受到各工業發達國家的關注，其發展在很大程度上也影響着其他工業的發展和進步。呂堅教授在接受大公報採訪時表示，在過去數十年研究增材製造、3D打印的基礎上，他率領團隊進行陶瓷材料研究。在國家自然科學基金委等機構的支持下，其團隊近期在材料研究方面取得突破性進展，實現全球首次陶瓷4D打印，並提出「3D打印彈性體─自變形─陶瓷化」的4D打印陶瓷概念。

　　航天員或可太空打印零部件

　　「4D打印，一般是指在3D打印的基礎上增加一個時間維度，使得在熱、水、磁場等一定刺激下，4D打印的物體可以隨時間推移變形或自我重塑」。呂堅表示，其研究團隊共研究出兩套陶瓷4D打印的方法。利用受到拉伸的陶瓷前驅體中所儲存的彈性能量來進行變形，當拉伸過的陶瓷前驅體被釋放時，它們就會自我重整，經過熱處理後，前驅體變成陶瓷製品。

　　呂堅表示，陶瓷4D打印技術具有很大應用前景，或將助力未來航空發動機葉片的研製。航空發動機被稱為「工業皇冠上的明珠」，其研發被包括中國在內的多國關注。呂堅表示，4D打印陶瓷可以突破現有技術，成為未來航空發動機葉片的材料，製造複雜形狀的陶瓷或者高溫合金零部件。

　　應用潛力大 製5G時代手機殼

　　在航天方面，呂堅更有大膽的想法。由於航天器發射具有高昂成本，其載荷十分「金貴」。在航天器發射升空時，航天員在太空中根據需要打印成天線等需要的零部件。

　　4D陶瓷打印技術，可能最先應用於手機等3C產品。呂堅說，手機當前基本都是金屬外殼，但未來5G時代，由於信號問題，外殼只可能選擇玻璃、陶瓷、塑料三種材質。由於塑料材質的手機基本無法用於高檔機，所以未來的高端手機基本只採用雙面玻璃或玻璃和陶瓷的材質。與傳統材料相比，4D打印陶瓷不僅價格更便宜、重量更輕，還可以作出曲面外殼甚至更複雜的形狀。