更神奇的4D打印机来了 水中可以自动变形

        建筑模型、仿真器官、可口的披萨……廉价快捷的3D打印技术余热未尽，更加让人惊叹的4D打印又出现了。除了拥有3D打印的“长宽高”立体三维结构，4D打印还新增加了一个维度，叫做“时间”，这意味着，4D打印出来的东西，不再只能以固定的形态存在，而是可以根据设定的时间，在一定条件的触发下，自动发生形状的改变。

        4D打印的发起者、麻省理工学院建筑系讲师斯凯拉·蒂比茨曾经在TED（技术、娱乐、设计的英文缩写）大会上展示过这一技术：两根4D打印出来的线，初看并无特别之处，被放到水中后，就发生了不可思议的变化：一根线慢慢地卷曲、变形，然后自动形成了“MIT”（麻省理工）的字样；另外一根线，则像有生命一般自己立起来，折叠，变成了一个立方体。虽然这两个变化都是蒂比茨预先设定好的，但是，由于整个变化过程完全没有人工的参与，看起来就像是材料拥有了自我意识。

        这是怎么实现的呢？关键在于使用的材料。蒂比茨展示的那两根线，主要由两种材料合成。一种是高分子聚合物，在水中可以延展到自己原来长度的两倍；另外一种材料则可以在水中保持固定。在利用电脑建模的时候，蒂比茨设定，一旦这个合成材料接触到水，延展性所构成的部分就会自动变形，和固定的部分一起，组成了之前设计好的形状。

        因此，4D的神奇之处被揭开了：它是在原有3D打印技术的基础上，使用了一种自动变形材料，研究人员可以通过软件完成建模，将想要的性状输入材料当中，变形材料就会按照预先的设定完成变形。不过，目前的4D打印需要外部能量来刺激内在的变化，例如蒂比茨展示的模型就用水来作为触发条件。

        4D打印的意义非常深远。它把人工参与的部分集中在前期设计，然后让打印出来的物体进行自我制造和调整，这样一来，就像把智慧植入到材料当中一样。你可以把它想象成一个不需要电线和发动机的机器人，帮助人类完成很多危险或者力所不及的项目，比如太空或者深海设备的安装，或者是摩天大楼的建造。

        不过，4D打印技术非常复杂，可以说还处在概念期中。所以，目前它主要的应用场景还是在实验室里。蒂比茨的项目组眼下也只能打印可以自动变形的条状物体，他们接下来的研究目标是片状物体，然后才是其他更加复杂的结构。为了更好地促进这种技术的发展，麻省理工学院新成立了自组装实验室，和3D打印公司合作研究4D打印需要的软件。

        随着科技的迅猛发展，也许要不了多久，利用4D打印技术，科幻电影中的场景就会真实地发生在我们周围：一个咖啡杯可以根据咖啡的温度做出调整；你的沙发可以根据客人的体型变换不同的大小；一根拐杖在下雨的时候就变成了雨伞；汽车也可能真的像变形金刚那样变成飞船。