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新發(fā)明:一張膜或許可治愈你的近視眼

2016-12-14 10:13:29 來(lái)源:錢江晚報(bào)
  原標(biāo)題:浙大有了新發(fā)明:一張膜或許可治愈你的近視眼


  美麗的女博士生手拈蓮花
  “沒有變形就沒有這個(gè)世界。”
 
  北京時(shí)間2016年12月9日,浙江大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室謝濤教授團(tuán)隊(duì),在最新一期德國(guó)《先進(jìn)材料》(材料科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先學(xué)術(shù)雜志之一)上發(fā)表論文。在解釋這項(xiàng)創(chuàng)新成果時(shí),他說(shuō)了這句記者以為是電影《變形金剛》里的臺(tái)詞。
 
  謝濤帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)出了翅膀、甚至生成了人類的五官。
 
  日前,記者來(lái)到謝濤團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室,觀摩這超級(jí)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(dá)這個(gè)世界?來(lái)看謝濤團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)室向我們現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)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(duì),它見光凝固,是補(bǔ)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(chǎng)極短的微電影。
 
  其中的每一個(gè)像素點(diǎn),在經(jīng)歷了不同的光照時(shí)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(lái),之前的液體已經(jīng)變成一張扁平的薄膜。
 
  膜被放進(jìn)石蠟里,溶脹的石蠟形成凝膠。因?yàn)槊總€(gè)像素點(diǎn)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(dòng)。三分鐘不到,變出了一朵馬蹄蓮。
 
  整個(gè)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(shí)間。更奇妙的是,研究者可以很方便地使三維物件具有隨時(shí)間變化的第四個(gè)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(tuán)隊(duì)制備出來(lái)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(zhǔn)確地聚焦在視網(wǎng)膜上構(gòu)成影像。當(dāng)角膜曲率過大,聚焦的影像位置在視網(wǎng)膜前方時(shí),人會(huì)近視;反之,就會(huì)成遠(yuǎn)視。
 
  謝濤團(tuán)隊(duì)可以通過光照改變水凝膠的性狀,那么就有可能實(shí)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(jìn)而使其曲率恢復(fù)正常,那么近視和遠(yuǎn)視的問題就能解決了。
 
  當(dāng)然,實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)可能還比較遙遠(yuǎn)。但這套多維材料制備方法有一個(gè)近期可行的用途,女士們會(huì)心動(dòng)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(jì)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(fèi)時(shí)、要求最高的工序,銀版必須光潔無(wú)痕,各部分結(jié)構(gòu)合理,鑲嵌寶石的位置、尺寸才能準(zhǔn)確無(wú)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(jī),也大概需要個(gè)把小時(shí)。
 
  如果用上謝濤團(tuán)隊(duì)的變形材料,光一照,水一泡,幾分鐘就可以做一個(gè)模子了。
 
  我在現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)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(gè)步驟。”

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