2021“创造未来”设计大赛获奖者：致敬工程创新

多功能生物纳米复合水果涂层 Sylvia Jung, Nancy Cui, Neethu Pottackal, Pulickel M. Ajayan, Muhammad M. Rahman 莱斯大学，休斯顿，德克萨斯 HP工作站奖得主 饥饿和慢性营养不良影响全球8亿多人，而全球三分之一粮食被浪费。鲜活农产品尤甚，近40-50%农作物浪费。减少浪费潜力巨大，即使减少15%也可多养活2500万人。 商业技术中，保鲜易腐农产品最常用方法是打蜡——涂覆基于脂肪酸防腐剂的人工涂层。但其不可水洗和潜在有毒化合物对人类健康和环境构成不良影响风险。 此处描述的解决方案是多功能、蛋白基、共形纳米复合涂层，源自易

FREETOUCH Darren David, Suzanne Hitchcock, Joe Kotas, Josh Wagoner, Stephan Winokur, Julie Yamato Freetouch 旧金山，加州 HP工作站奖得主 COVID-19大流行催生新触控规避客户群，担忧共享触摸屏和自助终端安全。2020年超700万面向公众触摸屏受病原体共享表面传播担忧影响。这只是全球部署8500万可触控互联显示器中可实现无触控交互的一小部分。 随COVID-19传播率上升，共享触摸屏持续成健康安全担忧。近乎每个主要行业领域现有共享显示器安全使用急需即时解决方案。包括银行金融、销售点自

当今数字化世界，工程师和设计师依赖屏幕显示数据成功生产模型。但在产品开发中，以原型形式亲身交互设计的重要性不言而喻。 数字化时代前，原型制作是手工技艺。经验丰富员工用各种手工技艺创建设计3D模型。近期数字化设计数据简化了3D零件可视化任务，改进了设计从屏幕到物理世界的过渡方式。 原型解决的需求未变：配合测试、美学决策、功能人因测试、低速初期生产。但原型技术本身在不断演进。阅读了解现代原型工具今日及未来的使用技巧。 跨距离跨学科协作的模型制作 数十年来，设计会议形式是工程师围坐会议桌共同审查实物原型。如今设计团队分布全球，涉及机械、电气、代码设计工程师、营销专家和供应商。现代CAD平台允

如果管道裂缝自愈、衣物随温度/运动自适应变形、家具自组装、植入体随生长自调节……这不是科幻，是4D打印正在构建的未来。 图1：4D打印爪随刺激变形。来源：Sculpteo 3D打印近30年仍在进化，MIT自组装实验室推动“可编程材料”研发，哈佛Wyss研究所利用纤维素纤维仿生打印遇水绽放结构。4D打印由此登场。 什么是4D打印？ 基于3D打印成型，利用材料对温度/光/湿度/磁场等环境刺激的响应，实现结构/功能的预编程时变重构。核心差异：无人干预下，物体随时间自主演化。 关键材料体系 形状记忆聚合物（SMP） 室温刚性，加热至玻璃化转变温度（Tg）软化可塑，冷却定型，再加热可复原。