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(lèi)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(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(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?，F(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(kāi)一個(gè)窗口，為你提供無(wú)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(gòu)，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(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(xiàng)工作所帶來(lái)的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，”雷維夫介紹說(shuō),，“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(méi)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(lái),，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(shuō)，“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(lái)的服裝和鞋類(lèi),，也可以通過(guò)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(kāi)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(wú)比興奮的原因,。