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博士，助理研究员，天津大学高分子材料科学与工程博士，师从封伟教授，2022年开始在烟台先进材料与绿色制造山东省实验室从事研究工作，隶属于精密制造材料与技术团队，团队首席科学家是中科院兰州化学物理研究所王晓龙研究员。研究兴趣包括4D打印智能材料；物理智能软体机器人；高分子功能复合材料等。在Matter, JMCC, 《应用化学》等期刊上发表SCI论文20余篇。曾获得第三届源创杯颠覆性创新创意大赛全国一等奖, 授权美国专利一项，授权中国发明专利5项。
翟老师好，您在4D打印智能材料、物理智能软体机器人、高分子功能复合材料等领域多年，请您简单介绍一下课题组的主要研究方向，以及该领域的最新突破性的研究进展。
我们课题组隶属于烟台先进材料与绿色制造山东省实验室精密制造材料与技术团队，团队首席科学家为中科院兰州化学物理研究所王晓龙研究员，课题组主要基于增材制造先进技术，进行仿生摩擦/自润滑表界面构筑及性能研究，发展高性能增材制造专用功能材料，设计实施适用于仿生摩擦、自润滑、生物医用、软体机器人等领域的组成-结构-功能一体化器件制造技术方案，打造功能化增材制造仿生摩擦表界面与器件应用基础研究团队。团队有着丰富的3D打印技术领域研究基础，拥有各式3D打印机器20台以上，包括高精度数字光处理打印机、激光打印、灰度梯度打印装置等，承担国家”激光制造与增材制造”专项重点研发计划项目、山东省泰山学者特聘专家项目、国家自然科学基金重点和面上项目等省部级以上3D打印相关课题10余项。
课题组的最新突破进展：具有复杂几何形状的聚合物衍生陶瓷是一类重要的陶瓷材料，在航空航天、环境科学和生物医学等工程领域具有重要的应用价值。然而，固有脆性和刚性的树脂基陶瓷前驱体难以实现结构层次跨越不同尺度的陶瓷构件，进而限制了复杂陶瓷器件的高精度制造。而柔性聚合物陶瓷前驱体的变形能力为实现大跨度结构陶瓷提供了一种理想选择，但现有的陶瓷前驱体柔韧性和重构性差。为此，发展可3D打印的新型柔性陶瓷前驱体对制造复杂的无支撑、大跨度结构陶瓷器件至关重要。为了解决这一问题，受折纸/剪纸艺术启发，这项工作提出了一种利用3D 打印水凝胶柔性骨架辅助制造无支撑、大跨度复杂陶瓷结构的新方案。光固化3D打印水凝胶柔性骨架的二次变形重构制造的复杂陶瓷结构解决了传统陶瓷制造中因脆性和刚性导致的形状复杂性和尺寸收缩问题，具有显著的技术突破。该方法能够制造出具有高几何复杂性、高打印精度和形状保真度的陶瓷结构，突破了传统陶瓷制造方法的局限，展示了这种新型陶瓷结构在立体电路、生物医学和催化应用中的潜力，拓展了高精度制造的复杂陶瓷器件的应用范围。相关工作以“Sophisticated Structural Ceramics Shaped from 3D Printed Hydrogel Preceramic Skeleton” 为题发表在《Advanced Materials》。
烟台先进材料与绿色制造山东省实验室精密制造材料与技术团队合影
您的团队近期在Materials Futures发表了文章《3D打印模块化布利冈梯度吸能结构》，可否请您分享下本文研究的重点和难点，以及本文背后的故事？
这篇论文的想法最早是王晓龙老师提出的，王老师一直对Bouligand结构十分感兴趣，这是一种十分经典的仿生结构，是经过数百万年进化才完善的复杂结构，如果能成功制造出来，可以克服传统材料的有限机械性能。增材制造技术的出现使得类似复杂仿生结构的制造不再困难，同时最小程度的降低了材料浪费、批量定制、微结构制造等。Bouligand结构是一种典型的分层排列结构，通常其层结构是梯度排列的，呈现宏观有序性。而我们为了实现力学性能的精准调控，并降低制造难度，引入了模块化设计和局部定制，调整打印参数，最终得到模块化力学性能可控的超材料。而且，这种模块化超材料可以灵活组合，利用其梯度机械性能形成一系列能量吸收结构，适用于缓冲、承接重物等复杂工作条件。
Volume 3 Issue 2 Cover
除了本文中使用硅橡胶材料，我们还通过3D打印技术制备了仿生Bouligand结构的不同螺距角螺旋陶瓷催化器件（螺距角分别为30、45、60、90）和Bouligand螺旋状催化陶瓷，用于甲苯蒸汽的催化性能研究。结果表明，功能陶瓷催化器件在200℃下获得的甲苯转化率分别为92.51%、92.46%、90.67%、78.51%、95.52%，证明了不同结构设计对催化效率的影响具有重要意义。上述研究成果以“Catalytic oxidation properties of 3D printed ceramics with Bouligand structures”为题发表在Chemical Engineering Journal上。
这些工作证明了3D打印结合仿生Bouligand结构在创造性设计螺旋状功能材料方面的优越性，对未来仿生功能材料与器件的发展具有重要意义。
随着研究的深入，3D打印技术在航空航天、医疗保健等等个领域都得到了广泛的应用。您觉得3D打印的迅猛发展将带来怎样的机遇？在未来市场化的道路上将遇到怎样的挑战？未来的的研究热点又会集中在哪里？
增材制造技术是一种生产方式的创新，对传统制造方式有无可替代的补充作用，目前已广泛应用于工业制造、航空航天、国防军工、生物医疗、消费品、建筑工程、教育等领域。随着打印技术和材料的不断发展，相关产品市场需求量无论在数量还是在种类上都将呈爆炸式的增长。无论是为企业提供专业的3D打印模型设计和制作，还是为个体消费者提供个性化的定制打印服务，以至于开发新型3D打印材料和技术都是3D打印技术迅猛发展带来的机遇。当然，在市场化的道路上也有许多的挑战，如更打印精密度、规模、高性能材料、成本、先进的打印程序、更快成本更低的打印机等。未来，还需要继续开发3D打印技术和材料，使这项技术能适应各个领域的应用需求，最终从定制产品和高附加值产品走向由模型设计到批量生产和收售后备件的完整产品周期。
我们课题组也在致力于将一些专利技术产业化，比如针对光固化3D打印材料种类少且稳定性不佳、耐辐照热性能和耐辐照性能差，不能直接用作器件和零部件生产等产业技术问题，我们成立了烟台润维新材料有限公司和烟台润创工业科技有限公司，致力于发展耐高温、耐辐照、化学稳定性优异的高性能3D打印工程材料并开发其典型应用场景，主要产品包括高性能耐高温光敏聚酰亚胺树脂、双固化高强耐高温环氧树脂、柔性树脂及抗辐射高强光敏聚醚醚酮树脂等3D打印材料及电子制造专用低介电、低损耗覆铜板材料及封装材料等。通过高性能产品与市场技术需求相结合，真正的将其进行应用技术开发和示范应用，在此也欢迎有相关技术需求的高校课题组、相关企业前来洽谈合作,携手同行。
什么时刻您最享受科研工作中的乐趣？对有志从事科学研究的学生，您有什么建议？
科研工作很多时候是很枯燥的，需要进行大工作量的重复性工作，经历过长期的努力后成功的乐趣有很多，比如论文接收、项目立项等，但是最大的乐趣莫过于偶然发现的新奇实验现象，这种惊喜的感觉和发现的过程是我最享受的。
当前有一个怪现象就是很多时候大家只知道有人发表了CNS论文，却只字不提具体是做出了什么科学突破，可见论文至上已到了何种程度。对于真正有志于投身科研的同学们，千万不能太过功利，不要为了发论文、拿项目、混头衔去做实验，要享受过程，因为新发现和新原理就藏在过程之中，科研过程中的探索和刨根问底才是科学精神的精髓。
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期刊特色｜Unique Features
01
免费开放获取，免除作者出版费
02
快速发表，文章被接收后24h内上线
03
“未来展望”，展示该研究领域前瞻性专家观点
04
自由格式撰写，排版工作由IOPP承担
期 刊 简 介
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Materials Futures（《材料展望》， ISSN 2752-5724）创刊于2022年，由松山湖材料实验室与英国物理学会出版社（IOPP）联合出版，入选“2022年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”、“2023年度广东省高起点英文新刊项目”，2023年3月成为国际出版伦理委员会 (COPE) 成员，现已被ESCI、Ei、Scopus、Inspec、DOAJ、万方等数据库收录。获得首个影响因子12.0，在全球材料综合类438本期刊中排名第41，位列Q1区。本期刊面向全球开放获取，免收作者版面费 (APC)。期刊致力于打造材料科学领域的高水平综合性期刊，为全球材料领域科学家搭建学术交流与合作平台。刊载范围聚焦结构材料、能源材料、生物材料、纳米材料、量子材料、信息材料、材料理论与计算。
自有出版平台：
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合作出版平台：
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