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  美國加州舉辦的TED2013大會上，來自美國麻省理工學院的Skylar Tibbits展示了一根線性的小棍慢慢扭曲變形成為字母“MIT”的過程，首次提出了4D打印的概念。在過去的4年時間里，4D打印經歷了飛速發展，其內涵也更為豐富。總體來說，4D打印技術是一個材料、控制、力學、計算機等多學科交叉的先進制造技術，可實現產品結構和功能隨時間自主可控變化。通過采用智能材料和特定的打印工藝制造出具有預定功能的智能結構，在預定能場的刺激下，隨著時間進行主動的動態的演化而產生預設的功能。不同于3D打印，4D打印對材料及打印技術都提出了新的要求。

  浙江大學化工學院的謝濤教授系統評述了4D打印的研究進展，包括打印工藝、打印材料及兩者之間的內在聯系。該綜述已經發表在Chinese Journal of Polymer Science (2018，No. 5)。

  從機理上看，實現4D打印主要有2種技術路線：

  1、使用配套的打印技術和智能材料直接打印特定的功能結構。此時，打印只是作為一個構建復雜結構的手段，后續的形狀或者功能的變化都與傳統方法制造的智能材料一致。

  2、在打印智能材料的過程中引入應力分布、材料分布。這種非均質的結構中的應力被釋放出來時就能變形成一個新的預設的三維結構。

  但是，無論何種技術路線，智能材料都是4D打印的關鍵。目前，智能水凝膠和形狀記憶聚合物（SMP）是兩類主要的4D打印智能（高分子）材料。其中，SMP由于更好的結構穩定性以及更豐富的形變機理而成為研究的重點。在4D打印的應用方面，作者表示，4D打印結合了3D打印的快速個性化成型和按需變形兩大特點，所以有望在空間展開結構、變體飛行器等軍事領域及個性化自展開支架等生物醫療領域發揮重要作用。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s10118-018-2089-8