科学家最新研制4D打印材料 能够变形自组装

[导读]科学家最新研制4D打印技术，这是3D打印多样化材料基础上新增的一种变形能力，未来将对建筑和制造业带来革命性变化。

腾讯科学讯（悠悠/编译） 据国外媒体报道，目前，美国麻省理工学院的研究人员正在研制一种“4D打印技术”，能够将宏观等级3D打印材料按照预编程序自组装成为确定结构和外型。

最新研制的4D打印材料能够变形自组装

这项技术将潜在改变建筑和制造业，更容易地建造环境空间，例如构造太空基础设施，太空的恶劣气候状况将导致建筑成本昂贵，并且十分危险。麻省理工学院自组装实验室主管斯凯拉-蒂比特斯(Skylar Tibbits)是研究项目负责人，他指出，4D打印过程使用的材料可以改变形状，能够响应接触水、空气、重力、磁性或者温度的变化，其第四维是指材料自组装能力。

在近期召开的TED大会上，蒂比特斯展示了与斯特塔西3D打印公司合作的这个最新项目，他说：“4D打印技术是在3D打印多样化材料的基础上新增加一种变形能力，这就像没有连线和发动机的机器人。”

蒂比特斯演示了3D打印“智能材料”与水接触时便折叠形成字母“M-I-T”结构，他认为这是首次实现直接嵌入材料的自身变形，研究人员使用“半机械人项目”软件模拟和优化了该材料什么时候和如何进行折叠。他说：“我们可以使用同一个软件来设计纳米等级自组装系统，以及人类等级的自组装系统。”

同时，蒂比特斯称，自组装实验室与波士顿Geosyntec公司合作研制一种管道基础设施的新型典范。他指出，我们可以设想一下未来的管道系统，管道可以膨胀或收缩，改变容量或者流速，实现蠕动式水流。泵和阀门的成本并不昂贵，可以完全预编程，并且管道具有自适应性。

最新4D打印机并不能担保实现自组装能力，但是自组装实验室认为该技术能够带来技术革命，未来涉及的领域包括：生物、材料科学、软件、机器人、制造业、运输业、基础设施、建筑业、艺术以及太空探索。