請想象一下，從宜家買回一把椅子的家具板材，將其放在房間里它們會自動組裝；一種汽車涂料可以改變自身的結(jié)構(gòu)，適應潮濕的環(huán)境或撒過鹽的道路，以便更好地保護汽車免受腐蝕；士兵的制服能改變迷彩或更有效地防止與毒氣或彈片的接觸。

　　有人要問了：有那么神奇嗎，不需要連接任何復雜的打印機，就能按照產(chǎn)品設計自動折疊成相應的形狀？而科學家告訴我們，這就是悄然而至的4D打印技術。

　　究竟比3D打印“炫”在哪兒

　　今年3月，在洛杉磯舉行的“技術、娛樂、設計”大會上，麻省理工學院的研究人員首次展示了新一代打印技術——4D打印，“點亮”了眾人的目光。

　　談到4D打印過程，建筑師和電腦科學家斯凱勒·蒂比茨解釋說：“我們提出將4D物體的第四維度定為時間，也就是說使得3D打印出的物體能夠隨著時間自動變化和調(diào)適。剛性材料形成一個架構(gòu)，其他層則是彎曲和扭轉(zhuǎn)該架構(gòu)的力量來源�！�

　　3D打印技術，是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術。其符合一般傳統(tǒng)意義上的造物過程，先模擬后制造，或者一邊建物一邊調(diào)整模擬效果。而通過硬件和軟件的緊密結(jié)合，4D打印技術顛覆了這種方式。

　　如此可見，4D打印比3D打印多的一個“D”表現(xiàn)在時間緯度上，這種革命性新技術可以通過軟件設定模型和時間，變形材料會在設定時間內(nèi)快速成型。

　　可自變形材料是實現(xiàn)關鍵

　　顯然，4D打印更為智能，物料可自行“創(chuàng)造”，簡化了打印過程，但這對打印材料提出了更高要求，也是其得以實現(xiàn)的關鍵。

　　據(jù)報道，美國哈佛大學工程與應用科學學院、斯旺森工程學院大學、伊利諾伊大學的研究人員正在運用其在納米和微觀層面操縱材料的專業(yè)知識，通過3D打印生產(chǎn)可以在宏觀層面隨著時間推移修改其結(jié)構(gòu)的材料。

　　該團隊課題組長、斯旺森工程學院大學化學工程教授安娜·巴拉茲解釋道：“我們建議根據(jù)外界的刺激，按需求開發(fā)可重新調(diào)整其形狀、性能或功能的自適應、仿生復合材料，而不是構(gòu)建一個靜態(tài)或簡單地改變其形狀的材料。”

　　4D打印技術的潛在應用

　　大會展示的4D產(chǎn)品，是經(jīng)3D打印出的管子。將它放入水中，其會自動組裝成一個立方體。原理是，該物體內(nèi)部的“智能”材料利用水作為能量來源，帶來形狀的改變。在構(gòu)造上，這款可以自動組裝的4D物體由數(shù)層塑料制成，外加一層能夠在吸水時自動變成一種理想形狀的“智能”材料。

　　這種新型地下水管，可以自由地膨脹或收縮，以此來控制過水的流量和流速，或者還可以像蛇那樣通過自身的蠕動來擠壓，推動內(nèi)部的水體流動。水管能夠適應不同的容量或水流而自動進行擴張，免去挖掘的麻煩。而具有這種不可思議功能的管路并不昂貴，也不需要那些復雜的閥門控制系統(tǒng)，這就是該管路本身所具備的性質(zhì)。

　　研究人員指出，該技術的下一個發(fā)展階段包括打印4D片材，如果可行的話，還會包括完整的建筑結(jié)構(gòu)，可以徹底改變傳統(tǒng)的工業(yè)打印甚至建筑行業(yè)。

　　來源：《科技日報》