讓時間把直的掰彎：調皮的4D列印技術！

3月21日，喬治亞理工學院（the Georgia Institute of Technology）的一支研發團隊在第255屆全美化學年度博覽會（the 255th National Meeting & Exposition of the American Chemical Society）上展示了其在4D列印發麵的研究成果。雖然近年來3D列印逐漸走進人們的視線，成了一個近乎家喻戶曉的新新科技詞條，但很多科學家倒是更傾向於「4D列印才是未來」的觀點。

所謂4D列印（4-D printing），指的是物體在創建結構自組的過程中，形狀會隨著時間的推移而產生變化，周圍的溫度、濕度、亮度等條件均會影響物體的形狀。如下圖所示，一個4D列印物在接觸熱水後，從原先的扁平平面永久變形為了曲面：

4D列印歸根結底就是「使用了可自動變形材料的3D列印」，其多出的一個D指的是「時間維度」。人們可以通過軟體對模型和時間進行設定，這樣變形材料便會在設定的時間內變形為原先所「記憶」的形狀。例如，你可以4D列印出一朵閉合的塑料花，並添加「接觸陽光後在10秒內完成綻放過程」的設定。

麻省理工學院（MIT）在今年1月底的時候發布了一項新研究成果——ColorFab 3D列印變色技術，被認為和4D列印有異曲同工之妙，因為它可以讓已經成型的3D列印物更換顏色或紋理。實現變色的關鍵在於其使用了一種混合了基礎染料和「光致變色（light-adaptable，也稱為photochromic）」染料的特調列印墨水。在紫外線的照射下，「光致變色染料」會呈現出常規染料的顏色：

但在可見光的照射下，「光致變色染料」的顏色則會消失，呈現透明色：

最終的效果展示：

所以，4D列印技術的核心便是它的「列印墨水」—— 一種可以記憶形狀的聚合物（shape memory polymers），也是喬治亞理工學院這次重點展示的部分：

視頻：

https://www.zhihu.com/video/960997763157225472

研發團隊表示，4D列印技術在現實生活中多用於航空航天工程及醫學領域。例如，他們已經和亞特蘭大市的一家兒童康復醫院達成合作，致力於為手部有肢體殘疾的孩子提供可行的4D列印解決方案，希望這項技術能在未來幫助孩子們克服生活中的障礙。

讓時間把直的掰彎：調皮的4D列印技術！