【揭秘】4D打印材料解码：自动组装 自我复制

　　随着科技的发展，3D打印让人们可以轻松完成对于想象中物体的制作。比如说，你可以利用3D打印机“打”出一个飞机模型。但你听说过4D打印吗？和3D相比，这种更高级的技术除了有“长宽高”这些立体的三维结构，还增加了一个所谓的“时间线”。一旦它进入现实生活，很多科幻电影里才有的场面就会出现在你的面前。

　　如果椅子能够自我变形

　　思凯勒·蒂比茨是麻省理工自动化实验室的创始人，今年2月他在加利福尼亚长滩岛举行的TED会议上公布了他们所研发的4D打印技术。消息一出，整个业界为之沸腾，连带着相关高科技材料的股票也出现暴涨。

　　什么是4D打印？听起来它只是比3D打印多了一个数字，但实际上却是完全不同的概念。“3D打印要预先建模、扫描，然后用相应的材料按照之前的计划完全复制。”蒂比茨说，“4D打印则是直接将想要的性状输入材料当中，然后物体会‘自动’出现，不需要任何复杂的机电设备。”

　　这听起来很玄妙，事实上做起来也是如此。非物理学、材料学以及计算机学专业的人会晕头转向，但如果换一种方式解释呢？工程软件开发商“欧特克”(Autodesk)一直以来都在研究4D打印技术，他们的首席研究科学家卡罗·奥古因打了个比方：“想象一下你从宜家买回来一张椅子，将它放在房间，然后它会自动组装，这就是4D打印。”

　　灵感来自生物自我复制

　　麻省理工的自动化实验室一直都对生物的自我复制感兴趣，蒂比茨更是如此。早在2011年参加TED会议时，他就谈到了自己对于未来制造业的期待。“我相信机器和建筑很快就能够自我组装、复制以及修复，因为这是自然系统的内在能力。”

　　“在当前的制造业中，我们可以用两年半时间修建一座有50万甚至上百万个部件组成的摩天大楼。这是非常复杂的设计，使用了最先进的钢铁、混凝土以及玻璃。我们还可以用5年时间来制造令人激动的航天器，它们有250万个组成部分。”这些都是了不起的成就，但是和自然系统相比呢？“我们有200万种类型的蛋白质，它们能在一万纳秒(时间单位，即一秒的10亿分之一)内折叠起来。而在大约1小时的时间内，30亿个碱基对会进行DNA复制。”

　　经过这样的比较，蒂比茨说人类的能力显得相当渺小，“可是如果能够学会自然系统的规律，那我们构建事物的方式就会变得无比高效。”