前言

相比较于3D打印的蔚然成风，概念已被提出两年多的4D打印稍显冷清。4D到底是怎么一回事？那突如其来的一个“D”又是如何横空出世的呢？

在开始探秘4D打印之前，大家先看一下人类繁衍的过程：

男人的精子和女人的卵子搭配、组合，形成一个全新的细胞，而那里面便是组成“我”的原材料——23对46条染色体。每条染色体上都带有一定数量的设计因子，我们称之为“基因”，它支持着“我”生命的基本构造和性能，储存着“我”的种族、血型、孕育、生长、凋亡过程的全部信息。

在材料准备充分之后，“我”便被“打印”出来，而这个打印的载体便是母亲。从那以后，“我”便在时间维度的延伸下，在万物环境的“催化”中，开始了生、长、病、老、死的变化；并且还将进一步演绎着生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要的生理过程，周而复始。对于这个过程，大家可能都不太陌生，而且理所当然也都理解。

言归正传，那么4D打印到底是怎么回事呢？

如同人类繁衍过程，4D打印可通俗地理解为：每一条染色体所蕴藏的基因密码，便是物体最原始的设计程序编码；而我们这一生的成长过程，也就是人类这个“4D打印物”，在时间这个第四维度基于万物环境的“催化”而发生的组织变化。

换而言之，4D打印与3D打印的最大区别就在于：3D打印就像现在所有的制造过程一样，是造物呈现的终结；而4D打印则是造物呈现的开始，就像人类的诞生一样。

当然，这只是基于作者的个人理解对4D打印做出的比方。为了让大家能更立体、全面地了解“犹抱琵琶半遮面”的4D打印，我们再来看看百度是怎样解释4D打印的。据百度百科词条信息：所谓4D打印，比3D打印多了一个“D”，也就是时间维度，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。准确地说，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。

事情就是这样吗？还是让我们再来看看4D打印的前世今生。

2013年2月26日，在美国加州长滩举行的TED2013大会上，麻省理工学院（MIT）建筑部讲师斯凯拉·蒂比茨（Skylar Tibbits）将一种新颖的材料组合用于3D打印机，制造出了一种线状物体，该物体放入水中时，能改变形状组成字母“MIT”。这一效果是通过将吸水聚合材料与碱性塑料相结合来实现的，这种技术被定义为4D打印。“我们想要说的就是，你设计出产品并且打印出来，而它能够进化。它就像在材料中植入了智慧。”蒂比茨在一次采访中说道。

2014年10月8日，美国《外交》双月刊发表了题为《准备迎接4D打印革命》的文章。作者牛津大学圣安东尼学院荣誉学者纳伊夫·鲁赞在文章中称，4D打印的可能应用是无穷的：数字化制造的真正前途在于第四维度空间——打印根据编程随时间而变化的物体。

基于此，我们可能很快将看到，科幻的梦想接入现实。

设想一下，伴随着4D打印的到来，城市的地下管道系统利用可编程的材料，每条管道能适应变化的环境，通过扩大或缩小来调整容量和流量，而且管道在受损时还能自行维修或在报废时分解，这将解决多大的城建维护难题呀！

应用于生物医疗领域的4D打印更是神乎其神，它将大大改变现有的医疗状况。在3D打印时代，我们已经能够利用3D打印的心脏、肢体骨架等替换人体衰老病变的器官，而4D打印的出现，无疑将给我们带来更多的优化方案。例如心脏支架的更换将不再需要“动刀”了，可以通过4D打印液态的支架，然后通过血液循环系统将携带设计方案的智能材料注入，等其到达心脏指定部位后，再自我组装成心脏支架。更有甚者，就如最新的科学研究所告诉世界的，人类的DNA是可以修改的。先撇开道德层面不谈，通过对DNA的编辑，至少给人类永葆健康打开了一扇窗，而4D打印将是打开这扇窗的一把金钥匙。