4D打印迎来新突破！8月22日，香港城市大学吕坚教授团队在材料研究方面取得突破性进展，实现全球首次陶瓷4D打印，并提出“3D打印弹性体-自变形-陶瓷化”的4D打印陶瓷概念。对于新发明，吕教授也自豪的说：“做研究最重要是原创，我们这个发明是以前没有人实现的，是颠覆性的。”

为什么说是颠覆性呢？主要是因为4D打印陶瓷整体的概念和实施方案都是世界级难题，陶瓷是高熔点材料，用3D打印非常困难，特别是打印尺寸比较大的成品。而吕坚团队利用一种聚合物和陶瓷纳米颗粒的混合物，研发出新型的“陶瓷墨水”，然后以3D打印出既柔软又附弹性的陶瓷前驱体。

这种前驱体可以拉伸至超过原来材料长度的3倍，经过高温处理，能制造出形状复杂的陶瓷。目前这种技术有望应用于太空探索、航空发动机制造和电子产品等领域。

4D打印技术

4D打印技术其实早在2013年2月25号就在美国加州举办的TED2013大会上，就被人提及，并且得到展示，当时与会的美国麻省理工学院的斯凯拉通过一个完整的实验向众人解开4D打印的新技术。但是当时3D打印正风靡全球，而4D打印才刚刚成型，并且面临诸多技术难题，所以光芒一直被3D打印掩盖。

4D打印，是在3D打印上，增加了一个时间维度。人们可以通过软件设定模型和时间，变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。准确的说4D打印是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状，同时还可以自动适应外部变化，进行自我修复。

4D打印颠覆了传统的造物方式，传统制造业中，都是通过先模拟，然后再制造。而4D打印是通过硬件和软件的紧密结合，把产品设计通过打印机嵌入可以变形的智能材料中，在特定时间或者激活条件下，无需人为干预，也不用通电，便可按照事先的设计进行组装。

4D打印的应用

在我国，很多行业的发展都遇到过技术上的瓶颈，像工业、建筑、医疗、美术、军事、航空航天、芯片制造等。这些瓶颈当中，零部件的制造，是世界很多国家面对的最大难题。比如一架太空飞船就需要成千上万的零部件，而这些零部件的形状千奇百态，加之所需材料的特殊性，传统工艺很难达到制作的要求。而4D打印技术将会有效解决这类难题。

目前我国发明的陶瓷4D打印能提供更便捷、便宜以及能制造更复杂部件的方案。由于陶瓷耐热的特性，新技术未来有潜力用于航天事业上，将陶瓷墨水带到太空，打印出所需要的航天器材零部件，以减少航天器发射升空时的负荷。

陶瓷4D打印还能用于制造手机背板，当前5G发展速度飞快，陶瓷材料可以避免信号屏蔽的问题。虽然目前玻璃和塑料一样能够达到效果，但是玻璃太重，而塑料手感差，很少手机会选择塑料作为背板的材质。陶瓷未来将会成为最合适的材料。

未来4D打印在医学上也将会得到广泛应用。4D打印的纳米级细胞，将会为人体内派驻癌症疫苗。通过打印这些纳米级与人体细胞类似的药物细胞，将相对应的癌细胞病毒设置为介质触发源，然后将其注射到人体内环境。那么，当这些4D打印的“人体卫士”细胞在体内巡逻时，一旦遇到癌细胞就能触发形变，实现点对点的药物释放，从而将癌细胞病毒消灭，并随人体代谢排出体外。

随着4D打印技术的不断深入发展，未来无论从材料选择，还是打印技术上，将会逐渐走向成熟。据权威部门预测，在建筑和制造业等领域，4D打印技术将会带来革命性的改变，而军事和国防部门将成为4D打印市场整体增长的最前沿。可以预见的是，4D打印技术将会为社会带来巨大的改变，到时人人都可成为“造物主”！