4D打印技术有望让癌症病人告别化疗
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  俗话说:你永远跟不上科技的脚步。在我们刚刚开始有点了解3D打印并为之惊叹的时候,4D打印技术又不断取得突破。

  今年3月,在洛杉矶举行的技术、娱乐、设计大会上,麻省理工学院的研究人员首次展示了这一新技术。接着,又展出了使用记忆材料,经3D打印出的管子。将这根管子放入水中,会自动组装成一个事先设计的立方体。

  近来,研究人员又表示,他们下一步将打印一种4D片材,这种片材中嵌入了完整的家具或建筑结构,如果可行的话,它会自动折叠成家具或建筑。

  4D打印与3D打印有何不同,又是如何做到神通广大的呢?

  它比3D打印炫在哪儿?

  无需外部干预,可自我组装

  所谓4D打印技术,就是在3D打印的基础上增加一个时间的纬度。3D打印是预先建模再打印出成品,而4D打印,是把产品设计通过3D打印机嵌入可以变形的智能材料中,在特定时间或激活条件下,无需人为干预,也不用通电,便可按照事先的设计进行自我组装。4D打印技术可自行创造,简化了生产过程。4D打印研究项目的负责人蒂比茨解释说。

  关键技术是什么?

  带记忆功能的自主组装材料

  显然,在4D打印技术中,带记忆功能的自主组装材料是其得以实现的关键。

  几个月前,麻省理工学院的研究人员曾展示了一段能自主组装的材料。它由普通塑料和一种活性化学物质成,当这种智能材料接触到一种能量源,比如水时,它的延展性便会发生变化。在一段视频中,研究人员准备设计出一个立方体,他们通过复杂的算法和设计,将自主组装材料与其他材料混合,用3D打印机打印出一根直的管子,再将这根管子放入热水中,它就会按设计自动弯曲成一个立方体。

  4D技术都能打印些什么?

  打印过程并不是新鲜的东西,关键是打印出来后发生的变化。研究人员说,4D技术终将带来生物科学、材料科学、机器人、交通运输、艺术甚至太空探索领域的革命性变化。

  家具板材:

  放在房间里会自动组装

  在有了前面的成功经验之后,近日研究人员表示,他们下一步将打印一种4D片材,这种片材中将嵌入完整的家具结构。

  请想象一下,从宜家买回一把椅子的家具板材,将其放在房间里它们会自动组装。研究人员说,4D打印技术最适合于比沙发小的物体,如果可行,它可以彻底改变传统的家具工业。

  房屋建筑:

  自动长出屋顶、承重墙

  传统而言,建筑房屋的过程一般是先设计出图纸和模型,再按设计施工建造,甚至还要一边建造一边调整模拟的设计效果。4D打印技术则完全可以减化流程缩短时间。

  想想看,你只需要在电脑前将一座摩天大楼进行解码,然后输入到特定的材质当中,它就可以自动长出屋顶、承重墙以及电梯间

  下水管道:

  按流量自己在地下生长

  这项技术还可以用于建设输水管道。研究人员说:下水管道是固定的,因此,如果环境改变、地层移动或者需求改变,我们要把它挖出来,从头开始铺设。使用了可编程材料的管道则有更强的适应能力,可以自己扩展或紧缩,以应对不同的需求和流量,甚至通过搏动来驱动水流。它就像是在地下的机器人,只是没有天线和引擎。

  纳米机器人:

  模仿白血球锁定癌细胞

  这种材料在医学领域也有很大的用途,研究人员指出,可以按DNA链设计材料制造出抗病毒的纳米机器人。它的样式像贝壳,有双螺旋锁。当机器人遇到特定的癌细胞,锁打开,释放特定抗体阻止癌细胞的增长。这是模仿了人体中白血球的行为。通过这种新技术,未来的癌症病人有望告别有害的化疗过程。

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