4D列印：藉助3D列印技術生成新型輕質材料

寶馬公司設計的4D列印概念車。來源：資料圖片

提到3D技術，您可能並不陌生。那麼，您知道是什麼是4D技術嗎？

近日，麻省理工學院的一個科學家團隊藉助於3D列印技術，在列印之後對原有物體進行轉化，生成了一種強度比鋼強10倍而密度只有鋼的1/20的新型輕質材料，讓4D列印成為列印歷史上又一里程碑。

4D列印技術除了擁有3D列印的「長寬高」三維結構外，還增加了一個新的維度，就是「時間」。這意味著，4D列印出來的東西，不再只能以固定的形態存在，而是可以根據前期設定的時間，在一定條件之下，自動發生形狀等方面的改變。

早在2015年1月，麻省理工學院自動組裝實驗室曾設計出了一件鏤空的4D連衣裙，這種裙子會根據穿戴者的體形自我調整、變化，一定程度解決了「量體裁衣」的問題。不久，該實驗室又列印出了世界上第一雙4D鞋子，它可依照人腳的形狀和大小動態調節，而且富有彈性的材料減少了製鞋的成本。

2015年，澳大利亞卧龍崗大學的科學家研發出一款4D列印水凝膠，它材質堅硬並且能根據水溫不斷改變形狀。用它列印出的一個水閥，能根據水溫自動調節粗細，實時改變通水量。據悉，這種水凝膠未來可能在城市水網改造、醫學器官再造和航天器等方面發揮作用。

2016年3月，寶馬公司嘗試將4D列印用於汽車零部件製造。用4D列印車輪上的一種柔性覆蓋板，它能根據環境調整大小，發揮了非常出色的空氣動力學性能。

目前的4D列印需要外部能量來刺激內在變化，它的主要應用場景仍在實驗室里。因此，為4D列印研發出具有良好適應性和複雜性的設計軟體、更為智能的複合材料以及兼具精確性和靈活性的4D專用印表機，將是4D列印技術未來發展的重要議題。

但是這並不妨礙我們設想：在不久的將來，利用4D列印技術，科幻電影中的場景就會真實地發生在我們周圍：一個咖啡杯可以根據咖啡的溫度做出調整；你的沙發可以根據客人的體型變換大小；汽車也可能真的像變形金剛那樣變成飛船。 （胡曉菲）