3D列印落伍了，科学家创造出4D列印技术！

对于可变形材料的粉丝来说，本周有个好消息：科学家已发展出一种新科技，能从四维空间制造变形物体。

它本身没有它听起来那么戏剧化，但这项科技仍很疯狂。

美国、中国、新加坡的多国研究团队，已发展出一种新的列印物体和工具的程序，当材料加热时，它可以改变形状。这个新技术属于4D列印，它所制造的材料，印出时是一种结构，完成时又是另一种结构。这项研究在今日发表于科学前缘期刊(Science Advances)。

4D列印一词听起来可能很像骗人的，但它确实是3D列印的一种特别方法。在物理学中，观察四维空间的一个方法，就是将它视为时间。在空间中的任何物体都有四维空间：长度、宽度、深度、存续时间。有了4D列印，时间元素变成列印系统的一部分，导致材料从列印机出现时是一种形状，但最后又变成另一种形状。

乔治亚理工学院的机械工程教授、主要研究者Jerry Qi说：“4D列印意味着，列印物的形状会随着时间的作用改变。时间是变形过程的部分重点。如同这项研究所呈现的结果，列印物受热后会戏剧性的改变它的形状。”

Qi说，新的4D列印法大胆迈入四维空间，靠的是称为形状记忆聚合物(SMPs)的材料。以先进电脑程式设计的形状记忆聚合物，它包含2种或更多种合成物，每一种都有不同的温度特性。

例如，可用内应力(internal stress)印出铰链，而内应力只在铰链材料受热时才会形成。形状记忆聚合物会“记忆”多种形状，视内建应力元素的形成方式、地点而定。加上热度，铰链会摆动，变成特定的结构，就好像这个物体会自行组装一样。

Qi提到，还能彻底改变这项新技术，以便使用热度之外的触发因子。

他说明：“加热只是一种激化形状改变的方法，但随着更多材料的取得，我们能透过电或光来改变形状。”

“列印并加热”并非全新的方法，但Qi的程序对先前的形状记忆聚合物设计来说，有一些技术上的益处。在材料冷却时，手动处理材料，这些列印的材料就可以变成多种形状。要回复到原本的形状，你只须再次加热即可。根据研究团队的说法，这个方法为生产者列印并省下高达90%的材料，同时排除费时的机械制程。

说到科技的未来应用层面，完全没有极限。

Qi说：“自组家俱、生物医学装置、软机器人，全都是潜在的未来应用层面。举例来说，列印物可用来当作电子装置的平台。当你在一个平坦的平台上操作，安装电子产品就简单了。安装完后，我们将结构加热，它就变成3D的形状。”

想像遥远未来的情况，4D列印极接近科幻片的概念，就像星舰迷航记的著名复制机一样。需要一台新手机吗？只要印出一个平坦的模板，把它放到微波炉中就行了。有一群人要来家里玩？只要列印并加热一张新的组合式沙发即可。

未来将会很有趣的。