據雷鋒網8月31日報導，近日，來自麻省理工學院（MIT）和新加坡科技與設計大學（SUTD）的研究人員們開發出了一種新的4D列印技術，可以讓列印出來的物體在幾秒鐘之內，由一種形狀「自動」轉變成另外一種形狀，而其中只需改變一點環境的溫度即可。所謂的「4D列印」比傳統的3D列印引入了一個新的維度：時間，指的就是物體外形隨著時間流逝，按照期望的路徑發生改變。
其實4D列印技術並不是新鮮玩意兒，只要是具有「形狀記憶」功能的材料都會在特定外界刺激條件下發生形變，即所謂的獲得一個外界「觸發器」。但是，這個新技術的特點是形變速度極快，只需幾秒鐘的時間，而且使用的記憶材料可以承受巨大形變。
你一發燒，藥物就自動釋放出來
研究這項技術的主要團隊成員包括SUTD大學的葛錡（Qi 「Kevin」 Ge）教授、MIT「納米光電與3D納米製造實驗室」的方絢萊（Nicholas X. Fang）教授、羅格斯大學Howon Lee教授及其他來自SUTD大學和喬治亞理工學院的研究人員。相關論文已經在8月8日發表於在線科學雜誌《Scientific Reports》上。
以下是該4D列印技術展示的樣品，這個小型的艾菲爾鐵塔在常溫下是彎曲的，但是在稍微受熱之後，幾秒鐘之內就恢復到了原來的形狀。
4D列印、快速形變、溫度觸發器，這些特性使得該項技術將在太陽能、醫學和太空等領域具有廣泛的應用。比如，製作出一個軟性驅動器，調節太陽能電池板與太陽光線的角度；或者製作微型藥物膠囊。
方絢萊教授說道：「我們最終是想利用人體溫度作為觸發器。如果我們恰當地對這些聚合物進行設計，就可以製作出一種藥物傳送載體。而只有當人發燒、體溫上升的時候，裡面的藥物才能被釋放出來。」
研究團隊還設計出了一個「小爪子」，他們先把小爪子打開，然後將其周圍空氣溫度升至40℃，然後小爪子就迅速收縮，抓住了下面的物件。
更特別地是，小爪子還十分「溫柔」，可以靈敏地抓起魚卵，甚至是豆腐等物體。
關鍵：「微立體光刻」+新型複合材料
其實很多研究人員曾試圖用3d印表機製作出形狀記憶物體，但是由於製作過程還停留在毫米的水平，所以就限制了材料恢復的速度。
方絢萊教授的這種技術裡，使用了高解析度投影的「微立體光刻」（Microstereolithography）技術，在微米級的水平上進行物體的設計（1毫米=1000微米，相當於一根頭髮絲的直徑），這種技術使得材料的恢復速度變得極快。
方絢萊教授說道：「事實是，如果你能夠在更微小的水平上製作，那麼這些材料就會在幾秒內快速恢復。以自然界的花朵為例，一朵花可以在幾毫秒的時間內釋放出所有的花粉，這是因為它的觸發機制是在微米量級上發生的。」
與此同時，研究人員也一直在尋找理想的聚合物組合，來做出一種形狀記憶材料，以適應其光刻圖案。他們選中了兩種聚合物，一種形狀像是彎彎曲曲的義大利麵，另一種交錯縱橫，像是建築工地上的腳手架。他們將兩種聚合物混合在一起，所形成的新材料可以承受巨大的拉伸和扭曲，而不會損壞。
這種新型複合材料的特點是：可以承受巨大的形變，可拉伸至原有形狀的3倍，這比現存的任何可列印材料的變形程度都要大。
更重要的是，新材料可以「彈回」至原來的形狀，即剛從印表機裡出來時的形狀。當它暴露在40-180℃溫度下時，能在幾秒內利索地恢復原形。
方絢萊教授表示：「如果能將整個製作過程降至更小的量級，我們或許能夠將恢復時間縮短至幾毫秒。」