陳根：從幻想到現實，從3D到4D，科技未來手牽手

文/陳根

3D列印對於我們大部分人而言已不陌生，因為其可以實現個性化、複雜化的產品製造，尤其在一些航天航空與軍工領域。但經過這幾年的發展，3D列印技術已經逐步走入到了我們的生活中，包括進入一些食品領域。

但一直制約著3D列印規模化普及的因素，除了材料之外，還有一個非常重要的因素就是3D列印物件的塗色問題。3D列印更多的是一種個性化、小批量的生產製造方式，因此對於列印物件的個性化視覺效果有更高的要求。

對於3D列印物品而言，除了物品本身的顏色需要多樣化之後，在一些細節方面也需要更多的關注與優化，比如列印物品的轉角與接縫等地方。

畢竟3D列印要想真正走入生活，除了物件本身的使用可靠性之外，其精細化與視覺美感度也是非常重要的因素。但從目前的情況來看，3D列印物品的塗色一直是個難點。不過現在，一項新的技術應該能讓人們輕鬆做到這一點並且還能讓由此造成的材料浪費減少。

近日，來自新澤西州羅格斯大學的科學家們在副教授Jonathan P. Singer的帶領下通過利用一種名為電噴霧沉積技術的現有方法進行了實驗。

在這次嘗試之前，這項技術已經被應用於一些領域，如在藥物上塗滿疫苗塗層或在太陽能電池上添加吸光層。

然而，在羅格斯大學的這項新研究中它則被用於將聚合物薄膜應用到由多種材料製成的複雜3D列印物體中。研究人員目前正在開發一種可以添加到現有3D印表機上的配件，這將使得他們能夠通過電噴霧沉積技術將塗層塗抹到物品上。

另外，他們還在研製不僅看起來非常漂亮而且還能感知周圍環境等功能的顏料。由於該技術能高效地利用源液，所以它還可用於塗覆含有納米顆粒或生物活性化合物等昂貴元素的塗料。目前這項研究的相關研究報告已發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

這項技術的推動，不論是對3D列印技術還是4D列印技術都有巨大的價值與意義。不論是3D列印還是4D列印技術，目前都存在著一些共性的制約點，那就是來自於材料與工藝的限制。

顯然，一旦這些制約點被攻克，4D列印技術將會取代當前的3D列印技術。相比較於3D列印而言，4D列印技術因為融入了時間的維度，讓列印物品具有了「生命」。如果用一句話來表達3D列印與4D列印，那就是：「3D列印是『死』的，4D列印是『活』」。當然，這裡不再展開闡述關於4D列印的問題。

隨著3D列印技術在噴塗工藝層面的不斷突破與成熟，4D列印技術必然也會得到新的發展。科技總是以超越我們預見的速度帶領、推動我們前行。當4D列印技術與生物醫藥技術融合之後，不久的將來我們將會看到癌症治療的新方式。