近日，韩国化学技术研究院（KRICT）联合汉阳大学、世宗大学的研究团队，成功利用石油精炼过程中产生的硫废料，开发出一种可用于4D打印的智能硫塑料，并制造出能够自驱动、可回收的软体机器人。这项研究成果已发表于《先进材料》（Advanced Materials）期刊。

原油精炼过程会产生大量副产物，其中单质硫通常被转化为硫酸用作化肥。然而，随着硫副产物供应过剩问题日益严峻——仅2024年全球就产生了8500万吨——为其寻找可持续的替代用途变得至关重要。除了传统的化肥应用，将硫废料转化为"硫塑料"、使其成为高价值制造材料，正展现出广阔前景。

KRICT团队的研究重点在于开发一种可4D打印的硫塑料。4D打印是增材制造的一个新兴分支，指的是3D打印的物体在特定触发条件（如时间、热、湿气等）下，能够自主转变为另一种形状。该团队在Dong-Gyun Kim博士、汉阳大学Jeong Jae Wie教授和世宗大学Yong Seok Kim教授的领导下，实现了硫塑料的4D打印，据称这在该领域尚属首次。

硫塑料本身具有许多独特性能，如透红外光、可捕获重金属等，在红外相机镜头、水净化系统等领域具有应用潜力。然而，其高度交联的内部结构导致流动性差，难以进行3D打印。为克服这一障碍，研究团队开发了一种松散交联的硫聚合物结构，使其更易于挤出成型。

由此产生的材料具有精确控制的交联网络，可打印出具有形状记忆特性的物体。当暴露于热或光时，打印物能自主改变形状。更令人瞩目的是，仅需用近红外激光照射八秒，就能将打印部件化学焊接在一起，无需任何粘合剂，从而可以构建类似乐高的复杂结构。

在研究中，团队还在硫塑料中掺入了20%的磁性颗粒，制造出尺寸小于1厘米的微型软体机器人。这些机器人无需外部动力源，即可在施加的磁场下实现相当复杂的运动。此外，这种打印材料完全可以回收利用，只需将其熔化即可重新作为原料使用，使得自驱动软体机器人的生产过程更加环保。

Dong-Gyun Kim博士表示："这项研究代表了将工业硫废料升级为先进机器人材料的首个实例。能够自主移动且可回收的智能材料，预计将成为未来软体机器人和自动化技术的关键驱动力。"据了解，这一突破不仅为石油精炼废料的可持续利用开辟了新途径，也为软体机器人领域带来了更环保、更具功能性的制造方案。