4D 打印：探索更加智能的材料

zhixun

2013-11-25, 09:02 | 积木

3D 打印是科技界的热门话题。在许多人看来，3D 打印会带来工业上的革命。它不仅能够简化制造流程，而且可以提供更加个性化的产品。不过，在 MIT 的科学家看来，3D 打印并不完美。MIT 自我组装实验室的 Skylar Tibbits 最近接受了 Slate 网站的采访，谈论了 4D 打印，以及它对未来的影响。

Skylar Tibbits 说，4D 打印的名词其实是个玩笑。其实，它是要制造智能的材料。MIT 实验室和 3D 打印公司 Stratasys 合作开发了一种材料。它在遇到水的时候能够扩展。他们利用这种材料做出了一些模型，比如打印出来的管子，放到水中后能够折叠为一个立方体。

“打印不是结束，它仅仅是开始。这就是我们为何将其称为 4D 打印的原因。”

3D 打印本身存在一些问题，比如打印速度、材料限制等。另外，尺寸也是一个很大的阻碍。Skylar 举了个极端的例子，如果想要打印摩天大楼，你必须建造和摩天大楼一样大的打印机。MIT 自我组装实验室的 Hyperform 项目可以解决这个问题。他们通过算法折叠物品，使 3D 打印机能够制造出比自身更大的物品。

目前来说，智能材料并非要取代传统的工业制造。相反，它会首先应用在一些特殊的地方，比如灾难救援的场合，或者一些难以到达的边远地区。

智能材料能用于大型的系统，比如供水基础设施。智能的供水管道可以通过紧缩来增压，或者关闭水流，还可以扩张以容纳更多的水。它还可以通过蠕动来运送水。在航空、航海和汽车工业中，智能材料也能发挥重要的作用。汽车的行驶过程中，路况和环境是不断变化的。如果轮胎能够相应做出改变，那么汽车的性能和安全都会得到提升。

除此之外，智能材料还可以实现自我组装。MIT 自我组装实验室与 Scripps 研究中心合作，制造了可自我组装的病毒模型。他们把模型各部件放在玻璃瓶里，然后通过摇晃让它们自我组装。在 Skylar Tibbits 看来，未来的制造会更加自动化。人们可以把不同部件放在一起，然后对其施加能量，它们就能够自己组装起来。