什麼是4D列印

科學家最新研製的一種4D列印材料伴隨外界環境條件變化而自變形。

據國外媒體報導,來自美國麻省理工學院的科學家最新研製一種“4D列印技術”,能夠實現宏觀等級3D列印材料預程式設計自組裝,形成特殊結構和外型。未來這項技術將潛在改變建築業和製造業,便於人類未來更容易建設生存環境,比如:外太空的惡劣氣候條件將導致建造成本昂貴並且危險較大。

麻省理工學院自組裝實驗室主管斯凱拉-蒂比茲是該項研究負責人,他指出,4D列印使用的材料能夠回應一些移動或者接觸水、空氣、引力、磁力或者溫度變化,直接呈現出材料變形自組裝。第四維特指該材料的變形自組裝能力。

4D列印技術是實現多樣化材料的3D列印技術,具備一種新的能力——使材料能夠變形,這就像沒有連線和發動機的機器人。

蒂比茲在實驗中演示了3D列印“智慧材料”接觸水時如何折疊成為M-I-T字母形狀,他認為這是首次實現內嵌材料自身的變形過程,同時,研究人員使用一款“半機械人計畫”軟體能夠類比和最優化該材料的折疊方式和折疊時間。

目前,麻省理工學院自組裝實驗室與波士頓Geosyntec公司建立合作關係,研製一種新型基礎設施管道系統。蒂比茲說:“可以設想一下,如果水管可以膨脹或者收縮,便能改變水管容量或者水流速度,或許還能實現蠕動式水流,該系統的泵和閥門成本並不昂貴,完全可以程式設計設計,管道能夠自我調整環境。”