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浙大有了新发明:一张膜或许可治愈你的近视眼
来源:钱江晚报  作者: 2016年12月14日 18:28
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    美丽的女博士生手拈莲花。本报通讯员 冯春霖 摄 

  “没有变形就没有这个世界。”

  北京时间2016年12月9日,浙江大学化学工程联合国家重点实验室谢涛教授团队,在最新一期德国《先进材料》(材料科学领域的国际领先学术杂志之一)上发表论文。在解释这项创新成果时,他说了这句记者以为是电影《变形金刚》里的台词。

  谢涛带领的团队发明了一种制造三维立体形状材料的新方法,像是魔术般地变形:一张二维的膜,几分钟里就开成了花朵、长出了翅膀、甚至生成了人类的五官。

  日前,钱报记者来到谢涛团队的实验室,观摩这超级变变变。

   三分钟不到 

    一片膜变成了马蹄莲 

  一张平面的膜,可以有多少种方式表达这个世界?来看谢涛团队这次研制的塑料,怎么自己变形。

  论文的第一作者黄丽媚博士生,在实验室向我们现场展示了一朵马蹄莲的生成(见视频https://v.qq.com/x/page/p0355uvodvb.html)。

  需要的装备是:一架作为光源的投影仪;两片玻璃;一点光固化液体材料——这类材料并不特殊,它可能就静静地躺在你的蛀牙洞里。对,它见光凝固,是补牙的常用材料。

  黄丽媚把几滴光固化液体放在两片玻璃之间,用投影仪照。

  液体材料的变化,只需要几秒钟,仿佛看了一场极短的微电影。

  其中的每一个像素点,在经历了不同的光照时间后,使得分子被光固化的程度不一样,这为它稍后能够“变魔术”打下基础。

  经过这不均匀的“日光浴”后,黄丽媚把玻璃中间的材料拿出来,之前的液体已经变成一张扁平的薄膜。

  膜被放进石蜡里,溶胀的石蜡形成凝胶。因为每个像素点的分子结构都不同,它们吸石蜡的量不同,整片材料开始慢慢扭动。三分钟不到,变出了一朵马蹄莲。

  整个多维立体材料的制备过程,大约是3D打印同样材料的1/10时间。更奇妙的是,研究者可以很方便地使三维物件具有随时间变化的第四个维度,例如形状记忆效应等,因此将该技术称为快速多维制造。

   用途多多 

    以后珠宝首饰能自己做吗 

  人的角膜,是一种特殊的生物凝胶。所以,从理论上讲,眼角膜也可以像谢涛团队制备出来的凝胶一样,变形。

  角膜为眼睛提供大部分的屈光力,使得外界的光线可以准确地聚焦在视网膜上构成影像。当角膜曲率过大,聚焦的影像位置在视网膜前方时,人会近视;反之,就会成远视。

  谢涛团队可以通过光照改变水凝胶的性状,那么就有可能实现通过光照,改变角膜上的蛋白质化学结构,从而使其不均匀吸水变形进而使其曲率恢复正常,那么近视和远视的问题就能解决了。

  当然,实现这个技术可能还比较遥远。但这套多维材料制备方法有一个近期可行的用途,女士们会心动的:它可以帮助造珠宝首饰。

  首饰工匠要做的第一步工作,就是参照设计图纸手工雕刻出蜡版,再利用失蜡浇铸的方法倒出银版。

  这是首饰制作工艺中费时、要求最高的工序,银版必须光洁无痕,各部分结构合理,镶嵌宝石的位置、尺寸才能准确无误。

  以往失蜡铸造都靠手艺人手工做,就算现在有了3D打印机,也大概需要个把小时。

  如果用上谢涛团队的变形材料,光一照,水一泡,几分钟就可以做一个模子了。

  我在现场听得很兴奋:“那我可以自己做珠宝首饰了?!”

  “呵,呵。”谢教授看不下去了,浇一点冷水,“你才得到了模子,后面还有胶模注蜡、挑选配石等近20个步骤。”(记者 章咪佳)

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