陳根：新型4D打印技術，物體可“自動”轉變形狀_風聞

文|陳根

在4D打印技術發展的道路上，科學研究的成果不斷地在向前推進。日前，來自麻省理工學院（MIT）和新加坡科技與設計大學（SUTD）的研究人員們開發出了一種新的4D打印技術，可以讓打印出來的物體在幾秒鐘之內，由一種形狀“自動”轉變成另外一種形狀，而其中只需改變一點環境的温度即可。

其實，很多研究人員試圖用3D打印機製作出形狀記憶物體，但是由於製作過程還停留在毫米的水平，所以就限制了材料恢復的速度。如今，當在新技術裏應用了高分辨率投影的“微立體光刻”（Microstereolithography）技術後，便意味着在微米級的水平上進行物體的設計（1毫米=1000微米，相當於一根頭髮絲的直徑），這種技術使材料的恢復速度變得極快。

**簡而言之，越是在微小的水平上製作，那麼這些材料就越能快速恢復，恢復速度快至幾秒之內。**以自然界的花朵為例，一朵花可以在幾毫秒的時間內釋放出所有的花粉，這是因為它的觸發機制是在微米量級上發生的。”

與此同時，研究人員也一直在尋找理想的聚合物組合，來做出一種形狀記憶材料，以適應其光刻圖案。他們選中了兩種聚合物，一種形狀像是彎彎曲曲的意大利麪，另一種交錯縱橫，像是建築工地上的腳手架。

他們將兩種聚合物混合在一起，所形成的新材料可以承受巨大的拉伸和扭曲，而不會損壞。而這種新型複合材料的特點是：可以承受巨大的形變，可拉伸至原有形狀的3倍，這比現存的任何可打印材料的變形程度都要大。

該新材料可以“彈回”至原來的形狀，即剛從打印機裏出來時的形狀。當**它暴露在40~180攝氏度的温度下時，能在幾秒內利索地恢復原形。**如果能將整個製作過程降至更小的量級，或許能夠將恢復時間縮短至幾毫秒。

未來，該技術在多個領域都有着廣闊的發展前景。