如果您像大多数人一样3-D打印。那是由数字蓝图指导的打印机头在彼此之间连续喷洒的材料层，以创建一个实心的三维对象。但是，即使该技术在航空航天到牙科的田野中迅速捕捉到，科学家们提出了一些甚至很怀疑的东西：4-D打印，其中打印机会创建对物体进行编程的对象，这些物体可以随着时间的流逝，时间流逝，时间流逝，换档，或响应某些刺激。
许多研究人员一直在研究4-D打印技术。现在，哈佛大学的一支科学家团队WYSS生物学启发工程研究所以及学校的约翰·鲍尔森工程与应用科学学院（海域），由Wyss核心教师领导詹妮弗·刘易斯（Jennifer A. Lewis），提出了另一个突破。在文章他们在自然材料上发表了一个新的，更简化的过程，灵感来自植物对光，湿度或触摸等刺激的变化的启发。
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进入第四维
4-D打印的概念首先是由研究科学家领导的马萨诸塞州理工学院团队开发的Skylar tibbits。Tibbits是学校的联合导演自助集实验室，它致力于设计方法以使材料组织成对象。这样2013技术评论文章细节，Tibbits和他的同事采用了由以色列公司Stratasys开发的新的灵活材料，该材料在放入水中时扩大到其体积的150倍，并将其与第二种更坚固的材料相结合。
然后，他们使用软件来确定将两种材料组合起来的确切比率和最佳方向，以便在引入水时，它们会弯曲并重塑自己为新的配置。在2013年泰德谈话（在下面观看）Tibbits揭示了4-D工艺，并产生了一种感觉，将一条材料浸入水中，并显示其如何将形状转移到字母MIT中。
与麻省理工学院设计的两种物质过程相反，哈佛团队仅利用一种材料 - 一种复合凝胶墨水，带有微小的纤维素纤维，纤维素是植物中植物中细胞壁的一个成分，散布在其内部。在用打印机喷洒材料以形成对象后，真正的乐趣开始了。如果您还没有，请观看本文顶部的哈佛视频，以查看打印机会创造出膨胀和变化的花形状。
来自自然的灵感
哈佛大学研究生A.悉尼·格拉德曼（A. Sydney Gladman）的一名共同领导作者之一通过电子邮件解释说，新的4-D打印过程是受自然的启发并模仿一种称为各向异性肿胀的现象，其中植物的某些部分朝一个方向膨胀而不是另一个方向。她引用了松果的榜样，当它们处于树木上的水合状态时，它们在地面上干燥时打开时保持关闭，然后打开。有些花对刺激的响应发生了变化，尽管这种现象也是如此。
格拉德曼说：“我们通过将相同的纤维素原纤维嵌入水凝胶复合墨水中来模仿这种机制。”“在打印这些原纤维时，这会导致印刷细丝在一个方向上比另一个方向膨胀更多。”
通过精确的角度铺设纤维素纤维，可以决定材料在暴露于水时如何改革复杂形状。格拉德曼说：“当一个角度为0度并且一个度是90度时，您会得到弯曲的行为。”“当一个角度为45度，另一个角度为45度时，您会得到扭曲的行为。”
虽然必须做更多的工作才能将4-D打印变成一种实用的技术，但仍有大量潜在用途，例如可以根据需要改变形状的智能纺织品（想象一下Marty McFly的自我调整衣服未来的II”）和软电子产品。格拉德曼说，研究人员还正在调查最终使用4-D打印以进行变换组织工程，其中将在脚手架上喷洒细胞，以形成可能在人体需要时生长或变化的人造移植器官。有一天，这可能会使我们中的许多人变成变形者。
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