4D打印讓打印物“活”過(guò)來(lái)

　　當3D打印技術(shù)已經(jīng)不那么神秘的時(shí)候，一種名為4D打印的技術(shù)又躍入了我們的眼簾，它到底有什么神奇的地方呢?是一個(gè)類(lèi)似MP3、MP4和MP5這樣的噱頭，還是真的可以帶給我們全新感受的技術(shù)，我們今天就一起來(lái)看看這種傳說(shuō)中能夠讓打印物“活”過(guò)來(lái)的技術(shù)吧。

　　所謂的4D打印新技術(shù)，是指研究人員可以利用它打印出隨時(shí)間而變化的動(dòng)態(tài)3D結構。據科學(xué)家介紹，這樣的4D打印技術(shù)可能有一天能被利用于各個(gè)領(lǐng)域，從醫療植入到家用電器?，F在的3D打印材料主要源于如塑料、陶瓷、玻璃、金屬，甚至一些不常用的材料如巧克力和活細胞等等。然而像普通打印機一樣將材料像墨水一樣鋪上進(jìn)行打印，但不同的是3D打印技術(shù)制造出3D的效果。“如今，這一技術(shù)不僅可以在工業(yè)上應用，普通家庭利用不到1000元也可以運用這個(gè)技術(shù)，”麻省理工學(xué)院的數學(xué)家首席研究員丹·雷維夫向我們介紹道，“你可以打印任何東西，而不僅僅是2D紙，3D技術(shù)為你打開(kāi)一個(gè)窗口，為你提供無(wú)限的機會(huì )。3D打印技術(shù)可以讓玩具、家用電器和工具在線(xiàn)訂購，并且在我們的客廳進(jìn)行組裝。”

　　現在，3D打印技術(shù)會(huì )進(jìn)一步改進(jìn)，雷維夫和他的同事在3D打印技術(shù)的基礎上開(kāi)發(fā)除了4D打印技術(shù)，在打印出來(lái)后還能改變其形狀。“最令人興奮的部分是這項工作所帶來(lái)的應用發(fā)現，”雷維夫介紹說(shuō)，“這不僅僅是一個(gè)很酷的項目，甚至許多人的生活會(huì )因此而改變。”

　　研究人員在報告中詳細介紹了他們是如何使用兩種不同屬性的材料打印3D結構的物品。一種材料是硬剛性塑料，而另一個(gè)是水吸收劑(當浸沒(méi)在水中時(shí)體積會(huì )加倍)。這種精美設計的吸水材料是由明尼蘇達州的3D打印公司Stratasys公司研發(fā)的。研究人員打印一個(gè)正方形網(wǎng)格，每邊大約15英寸(38厘米)。當他們把網(wǎng)格浸在水里的時(shí)候，他們發(fā)現吸水材料可以像關(guān)節一樣伸展折疊，擁有各種的形狀和復雜的幾何圖形。例如，研究人員創(chuàng )建了一個(gè)像字母“MIT”的3D模型，泡在水里后其可以變化成字母“SAL”。

　　“在未來(lái)，我們可以想象該技術(shù)的應用范圍將更加廣泛，”雷維夫說(shuō)，“包括一些能適應溫度，并改善功能和舒適程度的優(yōu)化設備。甚至一些照顧孩子的產(chǎn)品，比如可以對濕度或溫度做出相應的反應。未來(lái)的服裝和鞋類(lèi)，也可以通過(guò)環(huán)境而做出相應的反應。”

　　此外，4D打印對象可能有利于新型醫療植入物的發(fā)明。“現在，研究人員正在研發(fā)可以植入我們身體但不會(huì )引起排斥的材料，”雷維夫這樣告訴我們，“我們現在可以制成能改變形狀和功能，但不受外部干預的一些結構物品，比如心臟支架。它可以放置在心臟中幫助其更快的愈合。”

　　研究者現在還想要創(chuàng )建更加大型的和小型的4D印制物。目前，他們已經(jīng)成功打印出幾厘米大小的物體，但對于那些植入身體的應用，他們還想將其設計成比現在小10到100倍的尺寸。對于家用電器，他們又想體積能夠達到現在的10倍以上。

　　4D打印的出現必將掀開(kāi)一個(gè)工業(yè)史上的全新篇章，大型的機床、設備可能會(huì )被4D打印機所取代，而得到的產(chǎn)品可大可小，并且具有很強的適應性，這才是讓所有業(yè)內人士無(wú)比興奮的原因。