當(dāng)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)類似MP3,、MP4和MP5這樣的噱頭,,還是真的可以帶給我們?nèi)赂惺艿募夹g(shù),我們今天就一起來看看這種傳說中能夠讓打印物“活”過來的技術(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(jié)構(gòu)。據(jù)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(yī)療植入到家用電器。現(xiàn)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(xì)胞等 等,。然而像普通打印機(jī)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(yīng)用,普通家庭利用 不到1000元也可以運(yùn)用這個(gè)技術(shù),,”麻省理工學(xué)院的數(shù)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 開一個(gè)窗口,,為你提供無限的機(jī)會(huì)。3D打印技術(shù)可以讓玩具,、家用電器和工具在線訂購,,并且在我們的客廳進(jìn)行組裝,。”
現(xiàn)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(chǔ)上開發(fā)除了4D打印技術(shù),,在打印出來后還能改變其形狀。“最令人興奮的部分是這項(xiàng)工作所帶來的應(yīng)用發(fā)現(xiàn),,”雷維夫介紹說,“這不僅僅是一個(gè)很酷的項(xiàng)目,,甚至許多人的生活會(huì)因此而改變,。”
研究人員在報(bào)告中詳細(xì)介紹了他們是如何使用兩種不同屬性的材料打印3D結(jié)構(gòu)的物品。一種材料是硬剛性塑料,,而另一個(gè)是水吸收劑(當(dāng)浸沒在水中時(shí) 體積會(huì)加倍),。這種精美設(shè)計(jì)的吸水材料是由明尼蘇達(dá)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(dāng)他們把網(wǎng)格浸在水里的時(shí)候,他們發(fā)現(xiàn)吸水材料可以像關(guān)節(jié)一樣伸展折疊,,擁有各種的形狀和復(fù)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,我們可以想象該技術(shù)的應(yīng)用范圍將更加廣泛,,”雷維夫說,,“包括一些能適應(yīng)溫度,并改善功能和舒適程度的優(yōu)化設(shè)備,。甚至一些照顧孩子的產(chǎn)品,,比如可以對(duì)濕度或溫度做出相應(yīng)的反應(yīng)。未來的服裝和鞋類,,也可以通過環(huán)境而做出相應(yīng)的反應(yīng),。”
此外,4D打印對(duì)象可能有利于新型醫(yī)療植入物的發(fā)明,。“現(xiàn)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(xiàn)在可以制成能改變形狀和功能,,但不受外部干預(yù)的一些結(jié)構(gòu)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(xiàn)在還想要?jiǎng)?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(duì)于那些植入身體的應(yīng)用,,他們還想將其設(shè)計(jì)成比現(xiàn)在小10到100倍的尺寸。對(duì)于家用電器,,他們又想體積能夠達(dá)到現(xiàn)在的10倍以上,。
4D打印的出現(xiàn)必將掀開一個(gè)工業(yè)史上的全新篇章,大型的機(jī)床,、設(shè)備可能會(huì)被4D打印機(jī)所取代,,而得到的產(chǎn)品可大可小,并且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,,這才是讓所有業(yè)內(nèi)人士無比興奮的原因,。