哆啦A夢才是最偉大預言家，像「放大燈」一樣的新技術誕生！

這裡是「觸動力」科技的世界！

將一坨皺巴巴的塑料

丟入熱水中泡一泡，

稍等片刻就舒展開來

以特定形狀展現在人們眼前。

GIF/547K

這可不是《變形金剛》中的特效

也不是公園裡的泡水玩具，

而是美國喬治亞理工學院

最新展示的 4D 列印結構，

比 3D 列印還要多個 D～

GIF/411K

不只是喬治亞理工學院，

澳大利亞卧龍崗大學還曾經

用 4D 列印製作過一個水閥，

能根據水溫調節粗細，

實時改變水閥的出水量。

這項讓物體變形的黑科技，

最早由 MIT 麻省理工研究員

Skylar Tibbits 提出，

並在 TED 展示過一根小棍子

丟入熱水，漸漸扭成「MIT」字樣。

GIF/297K

與傳統的紙面列印文檔相比，

3D 列印技術多了空間維度；

而與 3D 列印相比 4D 列印又增加

新維度（Dimension）——時間。

考慮到我們生活在三次元，

除了《星際穿越》中的時間「線」

想要列印出來「時間」

可能還是存在技術和邏輯障礙。

現實中的 4D 列印技術，

先由 3D 列印出物體形狀，

隨後形狀將會隨時間改變

或者受到外部刺激後也將發生變化。

不過，也不是任意 3D 列印品

都能隨時間變化扭曲，

畢竟還有人嘗試 3D 列印房屋，

隨意變形業主可能不太樂意。

按照 Skylar Tibbits 的說法：

「4D 列印並沒有過程上的創新」

更多的列印材料和結構改變。

只要是具有「記憶功能」的材料，

能夠在外界的刺激下發生形變

就有可能用作 4D 列印的材料。

比如 MIT 的 4D 列印小棍

是採用了高分子聚合材料，

無需任何智能設備的驅動

只要最初設計好結構，

浸入水中靜候材料發生形變即可。

雖然列印出來的東西

「活過來」看起來很厲害，

但是 4D 列印到底有什麼用途呢？

比如用在傢具的運輸儲存上，

現在的宜家傢具還需按塊拼合，

採用 4D 列印後可能只是一片平板，

回來給傢具澆點水就變成桌椅；

告別了電路和機械結構的驅動，

4D 列印的「可動」物件可以無限小：

例如新加坡科技與設計大學的「小爪子」

只要將環境溫度升高至 40oC

小爪子就會快速的收縮抓住物體；

設想類似的技術進入醫學領域，

將可以增強微創／無創手術的效果。

GIF/373K

運用在建築領域也不是夢想，

同樣是新加坡科技與設計大學的成果，

研究團隊在《Scientific Reports》上

發表了一棟「被掰彎」的巴黎鐵塔，

只要稍微加熱就能短時掰直。

也許房子就可以用「片」計算了。

GIF/719K

不過想要製造出變形金剛

恐怕 4D 列印還是不夠的，

由於列印材料只能單向形變，

加熱、澆水刺激後只能無法復原，

所以做成的板凳、桌子、房子

在搬家的時候也不能再次壓扁。

不過開頭喬治亞理工展示的

4D 列印 N 面體解決了這個問題。

喬治亞理工的 4D 列印結構

採用了不同的列印材料製成。

外部採用了彈性材料，

而內部的支架採用了記憶材料。

GIF/492K

將材料放入 65oC 水中

就會像其它 4D 列印那樣發生形變；

但只要達到特定的溫度條件，

展開的結構體將會恢復形狀，

重新變得容易收納運輸。

除了材料不同，結構也有不同。

喬治亞理工學院的 4D 列印

採用建築學「張拉整體式結構」

即「受壓構件互不接觸，

使用預先張拉的構建形成空間外形」

看不明白沒關係，看圖：

這樣做的好處在於：

使用更輕巧的材料

就能獲取更高的強度，

最大限度利用材料和結構的特性，

方便造出更大規模的建築。

有了喬治亞理工學院

柔性可復原 4D 列印技術，

製造變形金剛不再是幻想，

擎天柱大哥化身洒水車

澆澆雪弗蘭變身大黃蜂指日可待。

不過相比於製造變形金剛，

科學家們更感興趣於航空業。

應用 4D 列印技術，

可以將航天器的大型結構

例如天線預先壓縮在表面，

進入太空後再藉助特定刺激展開，

節約發射成本的同時，

還能降低航天器損壞的概率。

或者用來製造飛船結構，

通過對太空射線的反應

自動調整飛船的飛行狀況。

雖然目前 4D 列印

仍然停留在實驗室概念階段，

但是相信隨著技術難題的攻克，

很快就會進入人類日常生活。

（2279塊三角組成的4D列印連衣裙）

也許未來購買的房屋，

就是用 4D 列印澆水蓋出來的。

事實證明，哆啦A夢

在《大雄的恐龍》劇場版中

展示出的放大燈居然是真的！

GIF/912K

不知道江湖上流傳

綠色原諒帽的傳說，

會不會有一天成為現實～

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！