當你還在琢磨3D打印技術時，4D打印技術就已經出現了，它可以使一張紙自動折成“小兔”形狀，還能讓一塊板在月球上膨脹成一棟建築！

4D打印出“變形金剛”

想象一下，你和爸爸媽媽去超市買(mai) 了一個(ge) 木椅套裝，拿回家一看說明書(shu) ，“給它灑一點水，它會(hui) 自動組裝成一把完好的椅子”，你試著操作了一下，沒想到它真的自動變成了一把椅子！不止家具，你網購的衣服隻有一個(ge) 尺碼，但穿到你或媽媽身上居然都合身！在火星上，由火箭運送來的“壓縮版”航天器，在受到陽光刺激後自動展開、組裝了！這些神奇的場景，都將來自於(yu) 4D打印技術。

我們(men) 知道，3D比2D多了一個(ge) 立體(ti) 維度，那4D比3D多了什麽(me) ？變化。4D打印的物體(ti) 在環境條件（例如溫度、光線或濕度）改變時，不需要外力幫助，就會(hui) 自動變形，組裝成一種全新的形態。

為(wei) 什麽(me) 能變形？

4D打印的物體(ti) 能變形，和它使用的特殊的“墨”有關(guan) 。這種“墨”被稱為(wei) “智能材料”，能感知外部環境的刺激，比如溫度上升、壓力增大、光線變強等，然後發生相應的變化。目前使用的智能材料主要有3種，分別是液晶彈性體(ti) 、形狀記憶聚合物和水凝膠。

液晶彈性體(ti)

這是一種含有液晶的彈性物質。液晶有一種性質叫“各向異性”，即物體(ti) 在各個(ge) 方向上的性質不一樣，比如在一個(ge) 晶體(ti) 上滴一滴油，油向四周擴散，但各個(ge) 方向的擴散速度不一樣。而液晶彈性體(ti) 同理，可以通過改變溫度、光照等，控製不同方向上的形變，設計出想要的形狀。上圖是一朵采用液晶彈性體(ti) 打印的蘭(lan) 花，當它進入水中，會(hui) 慢慢地卷曲花瓣，形成一種新的花型！

往材料裏加點“代碼”

雖然這些材料擁有“變形術”，但如何使它們(men) 變成我們(men) 想要的形狀呢？那就是對材料進行編程，將特定的代碼植入其中，讓材料跟著指令走。首先要了解，它們(men) 在受熱、光照等刺激下的變形程度，比如每升高一攝氏度，材料會(hui) 彎曲多少度；然後根據需求在4D打印機中建立模型，勾畫不同的材料線條；再將這些線條進行彎折、鋪排，最後形成一個(ge) 能精準變形的成品。這些被植入代碼的成品，都嚴(yan) 格地遵照指令行動。比如下圖這隻橙色膠狀的小爪，本來是張開的，被加熱到適宜溫度後，竟能握爪將螺絲(si) 釘抓起！

自然界早有“4D打印”

在自然界，伴隨著陽光、雨露的滋養(yang) ，樹上的卷須伸展，花朵也綻放開來; 當陽光照向一側(ce) 時，植物給背光的一側(ce) 發出“指令”，使背光側(ce) 長得比向光側(ce) 更快，植物就朝著光的方向生長。自然界的植物會(hui) 根據環境的刺激改變自己的形狀，這正是4D打印的靈感來源。隻要認真觀察和思考，大自然就會(hui) 為(wei) 現代科技帶來驚喜，這也啟示我們(men) ：大自然是人類的老師。

形狀記憶聚合物

這種材料能記憶自己的初始形狀，如果形態被改變，隻要有溫度、電、光線等條件的刺激，它就能恢複到原來的樣子。星際探測器如果采用這種材料，就可以先被折疊成一個(ge) 體(ti) 積很小的物體(ti) ，到達星球後再展開。

水凝膠

水凝膠可以在水中吸收大量水分，迅速膨脹，也能釋放水分。能改變它“腰圍”的就是外界溫度、光照等條件的刺激。利用它，人們(men) 能打造出根據濕度大小膨脹或收縮的物體(ti) 。



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