4D列印：軍事應用潛力無限

2013年2月26日，在美國加州舉行的TED（技術、娛樂、設計）大會上，麻省理工學院自組裝實驗室專家斯凱勒·蒂比茨向與會人員展示了「夢幻」般的4D智慧：將一根普通的由3D列印出來的複合材料管放入水中，隨著時間推移，那根置於水中的細管竟像一條蛇冬眠後蘇醒一樣，慢慢移動、旋轉，最終形成了正四面體。這個過程全部自主完成，沒有施加任何外力，在場觀摩者無不瞠目結舌。

美國是率先對4D列印技術進行研究的國家之一，目前已研發出可證明4D列印技術前景的原型系統。2007年，美國國防高級研究計劃局（DARPA）啟動「可編程物質」項目，旨在運用可收縮微型機器人研發可編程物質。4D列印正是指利用「可編程物質」和3D列印技術，製造出在預定刺激下（如置於水下，或受熱、受壓、通電、光照等）可自我變化物理屬性（形狀、顏色、密度、彈性、導電性、電磁特性等）的三維物體。如果說傳統的3D列印技術包含長、寬、高三個維度的話，4D列印技術就是再加入一個「時間」變數維度，使列印出的物體可隨時間移動而自我變換形態和性能。通過編程列印「全新的物質」，最終實現「物質程序化」。

4D列印技術的軍事應用潛力無限。如果一個武器零部件斷裂，而備件又遠離基地，4D列印僅需要收集三維像素，然後通過編程即可造出所需零部件。又如以4D材料編織的士兵作戰服可實現單兵的戰場自我偽裝，或防止彈片和有毒氣體侵入；將4D材料融入戰車或飛機塗層，可使之自適應潮濕環境和惡劣氣候，更好地保護戰車、飛機免受腐蝕。未來，隨著4D列印技術的成熟和推廣，4D列印將在軍工製造、裝備建設、科研試驗、戰場支援等方面實現快速製造、快速部署和快速保障。

（作者單位：國防大學）

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