據(jù)國外媒體報(bào)道,目前,美國麻省理工學(xué)院的研究人員正在研制一種“4D打印技術(shù)”,能夠?qū)⒑暧^等級3D打印材料按照預(yù)編程序自組裝成為確定結(jié)構(gòu)和外型。
這項(xiàng)技術(shù)將潛在改變建筑和制造業(yè),更容易地建造環(huán)境空間,例如構(gòu)造太空基礎(chǔ)設(shè)施,太空的惡劣氣候狀況將導(dǎo)致建筑成本昂貴,并且十分危險(xiǎn)。麻省理工學(xué)院自組裝實(shí)驗(yàn)室主管斯凱拉-蒂比特斯(Skylar Tibbits)是研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,他指出,4D打印過程使用的材料可以改變形狀,能夠響應(yīng)接觸水、空氣、重力、磁性或者溫度的變化,其第四維是指材料自組裝能力。
在近期召開的TED大會上,蒂比特斯展示了與斯特塔西3D打印公司合作的這個最新項(xiàng)目,他說:“4D打印技術(shù)是在3D打印多樣化材料的基礎(chǔ)上新增加一種變形能力,這就像沒有連線和發(fā)動機(jī)的機(jī)器人。”
蒂比特斯演示了3D打印“智能材料”與水接觸時便折疊形成字母“M-I-T”結(jié)構(gòu),他認(rèn)為這是首次實(shí)現(xiàn)直接嵌入材料的自身變形,研究人員使用“半機(jī)械人項(xiàng)目”軟件模擬和優(yōu)化了該材料什么時候和如何進(jìn)行折疊。他說:“我們可以使用同一個軟件來設(shè)計(jì)納米等級自組裝系統(tǒng),以及人類等級的自組裝系統(tǒng)。”
同時,蒂比特斯稱,自組裝實(shí)驗(yàn)室與波士頓Geosyntec公司合作研制一種管道基礎(chǔ)設(shè)施的新型典范。他指出,我們可以設(shè)想一下未來的管道系統(tǒng),管道可以膨脹或收縮,改變?nèi)萘炕蛘吡魉,?shí)現(xiàn)蠕動式水流。泵和閥門的成本并不昂貴,可以完全預(yù)編程,并且管道具有自適應(yīng)性。
最新4D打印機(jī)并不能擔(dān)保實(shí)現(xiàn)自組裝能力,但是自組裝實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為該技術(shù)能夠帶來技術(shù)革命,未來涉及的領(lǐng)域包括:生物、材料科學(xué)、軟件、機(jī)器人、制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、建筑業(yè)、藝術(shù)以及太空探索。