麻省理工发明新型4D打印技术，几秒将埃菲尔铁塔掰直

近日，来自麻省理工学院（MIT）和新加坡科技与设计大学（SUTD）的顶尖研究团队刷新了我们对打印技术的认知。他们研发出一种革命性的全新4D打印技术，让物体能够在短短数秒内从一种形态“自动”转变为另一种形态，而这一切的转变仅需环境温度稍作改变。这所谓的“4D打印”，与传统的3D打印相比，增添了一个维度：时间。这意味着打印出的物体能够随时间流逝而按照预设路径改变形态。

这种技术并非横空出世的新概念。实际上，具有“形状记忆”功能的材料在特定外界刺激下发生形变早已为人所知。这项新技术的独特之处在于其超快的形变速度——仅需几秒，并且使用的记忆材料能够承受巨大的形变而不损坏。

让我们以一个生动的例子来说明：你发烧时，药物便会自动释放。这正是研究团队利用人体温度变化作为触发机制的巧妙构想。主要团队成员包括SUTD的葛锜教授、MIT的“纳米光电与三维纳米制造实验室”的方绚莱教授以及来自其他顶尖大学的专家。他们的研究成果已经发表在《Scientific Reports》这一知名科学杂志上。

展示样品中，一个常温下的弯曲小埃菲尔铁塔在稍稍受热后便迅速恢复原状，数秒内完成转变。这项技术的特点使其在未来在太阳能、医学和太空等领域具有广泛的应用潜力。例如，制作能够根据太阳光角度自动调节的柔性驱动器或内含药物的微型胶囊。

方绚莱教授进一步设想：“我们希望利用人体温度作为触发机制。设计适当的聚合物，可以制造出药物传输载体，仅在人体温度升高时释放药物。”研究团队还设计出了一个小爪子样品，能够在温度升高时迅速收缩，抓取物体，甚至敏感地处理如鱼卵和豆腐等细腻物品。

这项技术的关键在于结合使用“微立体光刻”技术和新型复合材料。过去，许多研究人员尝试用3D打印制作形状记忆物体，但由于制作水平停留在毫米级别，限制了材料的恢复速度。方绚莱教授团队通过高分辨率投影的“微立体光刻”技术，在微米级别进行设计，大大提高了材料的恢复速度。这种微米级别的制作使得材料能在数秒内恢复原状。

与此研究团队也在寻找理想的聚合物组合，以创建形状记忆材料。他们成功混合出两种聚合物，形成一种能够承受巨大拉伸和扭曲的新型复合材料。这种材料可以拉伸至原尺寸的3倍，并且在暴露于40-180℃温度下时能够迅速恢复原形。方绚莱教授表示，如果进一步缩小制作规模，甚至有可能将恢复时间缩短至几毫秒。这项革新不仅在科学界引起轰动，也让我们对未来充满了期待。