马德里理工大学与IMDEA材料研究所的研究团队开发出一种通过受控材料降解实现形状变化的器件制造方法，为自适应医疗植入物和软体机器人应用开辟了新可能。

通过在多材料4D打印中将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料与聚乙烯醇相结合，研究人员成功制造出遇水后发生几何形变的执行器。该研究发表于《增材制造》期刊，系统探究了两种聚合物的机械性能、生物特性及降解行为，以评估其工程应用的可行性。

研究团队使用Bambu Lab X1 Carbon打印机通过熔丝制造技术制备测试样本。聚乙烯醇样本在水中浸泡期间表现出显著的性能变化：浸没80分钟后，其弹性模量、屈服强度和拉伸强度平均下降约30%。随着降解进程，材料行为从脆性逐渐转变为延性。研究显示降解速率与暴露的表面积体积比相关，而非内部填充结构。具有较高表面积的样本降解更快，其遵循的指数衰减曲线使研究人员能够预测时间相关的行为变化。团队还利用Python开发计算机视觉算法，通过连续图像记录追踪降解进程。

聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料展现出优异的弹性储能能力，尽管水分接触会加速其应力松弛。该聚合物在浸水条件下保持结构完整性的同时，表现出研究人员用Prony级数方程量化的粘弹性行为。

研究团队设计了一款受减震器启发的装置，将PETG螺旋弹簧与PVA蛇形弹簧相结合。当PVA组件在水中降解时，逐步释放对压缩状态PETG弹簧的机械约束，从而在222分钟内实现可控的形状转变。

利用人间充质基质细胞进行的细胞相容性测试表明，两种材料在六天后仍支持超过89%的细胞存活率，研究结论认为这有助于其在生物医学领域的应用。聚乙烯醇结构在24小时内完全溶解且无有害影响，而PETG在整个测试期间始终保持生物相容性。研究人员进一步提出的潜在应用包括骨牵引装置。