一、研究背景

传统刚性磁驱动器因刚度失配易脱落，而现有软磁复合材料3D打印受限于低颗粒含量（<50 wt%）导致磁响应弱、结构单薄。折纸结构可将简单直线运动转化为复杂变形，但如何兼顾高颗粒含量、快速成型、结构复杂度与生物兼容性仍是空白。

二、研究内容

1. 材料-工艺协同：开发UV光-热双固化DIW 3D打印，实现75 wt% NdFeB/硅胶复合材料一次成型（厚度0.8 mm）。



2. 性能表征：系统测试33–75 wt%四组配方的力学、磁学及生物兼容性（体外心肌细胞+体内大鼠皮下植入）。







3. 折纸-软磁融合设计：
   • 厚度方向磁化 → 线性“滑移”驱动，用于Miura-ori胃贴片，实现胶囊-口服-磁导航-固定-缓释。

   

   • 面内方向磁化 → 旋转型“抬落”驱动，用于双Miura-ori爬行机器人，可越7 mm障碍、适应沙地。

   

4. 概念验证：构建体外胃模型与地形平台，量化折叠-展开比（0.992）、爬行速度（15.2 mm s⁻¹）及越障能力。

三、研究结论

• 75 wt%配方兼顾高磁矩（≈1.26 T饱和）、柔性（360°弯折无裂纹）与生物安全（无显著炎症）。
• 软磁折纸驱动器在无需缆线/气源条件下，实现无线远程操控、大变形、高比功率，为无创给药与复杂环境机器人提供可扩展方案。
• 直接3D打印折纸单元亦验证工艺普适性，未来可拓展可编程磁化、多材料多模态驱动。

四、论文信息

题目：3D-Printed Soft Magnetoactive Origami Actuators
期刊：Advanced Functional Materials, 2025, 35, e16404
作者：Sen Zhang, Yuan Li 等
通讯：Xiaomeng Fang (xfang3@ncsu.edu)
DOI：10.1002/adfm.202416404

3D打印机功能应用分析

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该研究中涉及的3D打印策略

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小编对该类研究的拓展设想

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