利用机械超材料，专注于形状变形和能量吸收的创新概念。我们批判性地探索了4d打印机械超材料的多种特性，以及它们在各个工程领域改进和创新多功能应用的潜力。机械超材料的研究跨越了多个学科，包括力学、材料、数学、化学、生物学和电子学，从而促进了多学科的合作。尽管有了进展，目前的研究仍然是理论上的，缺乏实际应用。以下章节将概述这一有前景的领域未来的关键发展领域，如图17所示。基于am和基于设计的技术是智能材料4D打印的两个主要挑战。基于设计的挑战包括理解智能结构的复杂性。
4d打印的机械超材料由于单位细胞的重复排列而表现出显著的性能，如刚度、强度、形状变形能力、NPRs和[174]的重复排列而非凡的能量吸收性能。这些特性为结构性应用程序设定了新的标准。此外，利用4D打印中的设计自由，结合基于ml的算法进行结构优化，可以提高这些超材料的密度、尺寸精度和形状变形能力。
在过去的几年里，机械超材料在设计复杂的结构方面取得了重大的进展，如跨多个尺寸尺度和工程领域的可折叠和可自展开的结构。在走向未来的同时，4d打印的机械超材料预计将彻底改变许多工程领域，从医疗保健和消费产品到航空航天和国防。据设想，这些超材料将有助于更先进的系统，具有强大的多功能性能和对复杂环境条件的适应性[175]。
4d打印机械超材料面临的一个主要挑战是评估它们在多种刺激下的变形能力，因为目前大多数超材料有效地只在一种类型的刺激下，如热。另一个关键的挑战是准确地预测各种刺激下的结构变形。实现控制形状记忆性能将使精确控制驱动测量参数，如位置和曲率，这是设计实际应用的智能执行器的关键。此外，用于超材料的智能材料往往缺乏对变形模式的完全控制，特别是在低尺度下，而且往往无法复制所需的形状变形行为，而这对于开发可自展开的结构是必不可少的。
4d打印的机械超材料现在已经与几乎所有的科学和技术领域相交，有可能导致一种更先进和更智能的生产模式。总之，4d打印超材料代表了一个非常有前途和前瞻性的研究领域，随时准备塑造技术创新的未来。
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