4-D打印-讓碳纖維、木材可程控變形
正如3-D打印生產(chǎn)三維物體一樣，4-D打印機(jī)可以生產(chǎn)出具有四維特性的物體。四維特性中包含了一個(gè)動力學(xué)特性，使物體可以被水、熱、光等激發(fā)，進(jìn)而隨時(shí)間推移發(fā)生結(jié)構(gòu)變形。
用一個(gè)多功能材料打印機(jī)就有可能一口氣生產(chǎn)出具備這些性能的物品。這些“可設(shè)計(jì)材料”意味著將來某一天，你可以在買到壓縮成平板的家具，帶回家后用水管一沖洗，你就會看到它慢慢的自組裝起來。我們甚至不用憧憬：MIT正在使之成為現(xiàn)實(shí)。
為了弄懂可程控變形材料的工作原理，我們可以想一下薄木片潮濕之后的情況：它會變得翹曲，因?yàn)椴煌糠謺煌潭鹊嘏蛎洝Ｍǔ碇v，這是一種不好的現(xiàn)象，因?yàn)槁N曲是不可預(yù)知的，而且和木材的種類、木材中的紋理花樣以及它是如何受潮的有關(guān)。如果能以某種方式預(yù)測木材的翹曲，那么你就可以只用加水就能使木材翹曲成你想要的形狀。
這對于自然木材是不可能的，但沒關(guān)系，因?yàn)槲覀儾辉傩枰匀荒静牧恕Ｎ覀兛梢杂?-D打印技術(shù)生產(chǎn)出所需的任何組分、厚度、紋理特性的木材。這意味著只要能全面掌握材料特性，利用計(jì)算機(jī)模型就能3D打印出“預(yù)設(shè)計(jì)”形狀的人造木材。通過這種方式精確構(gòu)造出具有不同厚度和取向的層狀人工木板，然后你只要加水就能使它從平板翹曲成你想要的形狀。
MIT自組裝實(shí)驗(yàn)室（負(fù)責(zé)人Skylar Tibbits）已經(jīng)開發(fā)了各種各樣的可預(yù)設(shè)計(jì)化材料，并不僅僅是木材。該實(shí)驗(yàn)室也在研究紡織材料（想象一下，只要一下雨，一塊平展的布料就能變成一頂牛仔帽）以及更特殊的材料，比如彈性碳纖維。
這些可預(yù)設(shè)計(jì)化材料（除簡易家具組裝的潛能外）的巨大優(yōu)勢在于，它使你無須引進(jìn)復(fù)雜、昂貴且笨重的作動系統(tǒng)和用以驅(qū)動的電子器件，就可以制造出可以移動并能對周圍環(huán)境做出反應(yīng)的物體。航空工業(yè)已經(jīng)對這類東西產(chǎn)生興趣（空客公司已經(jīng)就噴氣發(fā)動機(jī)進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥與MIT展開合作研究），盡管Tibbits向Fast Company雜志透露他曾憧憬這些材料可以用來做出電影《回到未來II》中可以自動系鞋帶的McFly運(yùn)動鞋。那自組裝平板式家具呢？MIT已經(jīng)與一家未透露名稱的家具公司（總部或在瑞典）進(jìn)行商談，準(zhǔn)備將其實(shí)現(xiàn)。
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