设计使用4D技术的产品的可能性和该技术的其他潜在用途是真正令人震惊的。目前有几个研究项目正在进行中,包括健康、电子、汽车工业、航空航天和军事、纺织和建筑等几个部门都有重大进展。以下是4D技术正在取得进展的几个具体例子:

在建筑和室内设计中

人们已经在开发用于建筑制造的新材料外墙可以自动适应气候通过应对任何类型的天气条件。也有研究在建造桥梁,不同类型的庇护所,和其他结构,可以自组装自我修复.材料科学与工程学院佐治亚理工学院正在研究一种新的模型,以帮助我们理解智能材料的行为,比如具有形状记忆的合金,目标是将它们用于抗震桥梁、柱和梁的建设。

4D结构的另一个潜在应用是可以自动组装家具的板材可编程的木头当光、热或水照射在它上面时,它可以变成椅子或桌子。还有3d打印的橡胶灯,根据充气方式呈现不同的形状。

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纳米科学与材料研究所(INMA)的CSIC研究员Carlos Sánchez Somolinos承认,他“仍然对其中的一些应用持怀疑态度”。但如果我说这是不可能的,因为已经有人在做这些事情,那我可能就站错了历史的一边。尽管如此,我仍然认为用智能材料制作家具,这将是非常昂贵的,是一个不必要的和完全不切实际的奢侈。它们在建筑中的用途完全是另一回事。我认为[在建筑中使用4D材料]是实用的,因为它会涉及使非常薄的表面产生纹理这意味着使用的材料更少。事实上,已经有一种由小缝组成的材料,可以变成菱形,根据我们希望通过它们的光或空气的数量,菱形会变得更大。”

在汽车行业

这是4D设计的另一个大领域。将这项技术推向前沿的科学家斯凯拉·提比特(Skylar Tibbits)是麻省理工学院自我组装实验室(Self-Assembly Lab)的负责人,该实验室目前正在与宝马公司合作开发可控充气材料它们的大小和形状可以通过气压改变。当涉及到轮胎设计,调整车辆内部以适应司机和乘客,并创建适应性的挡泥板,以确保汽车的车轮始终受到保护时,这是有潜力的。

在航空航天领域

这个行业总是走在创新的前沿。航空巨头空中客车公司正在测试一种能对热产生反应并冷却飞机发动机的材料。香港的一个科学家团队正在使用一种特殊墨水研究第一个4d打印陶瓷,这种墨水在加热时可以拉伸到其长度的三倍,这使其在5G网络和航空航天推进方面非常有用。让我们不要忘记所谓的3D针织生物衣”,这是一个多学科项目和科学(在这个例子中是麻省理工学院)和工业之间合作的明显例子。宇航服的特点是集成智能传感器,通过使用热拉伸、可拉伸的传感纤维和机器学习算法实时提供信息,可以控制施加的压力和身体运动。

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在军队中

4D技术在这个领域也有很多潜在的应用。美国陆军正在资助一个项目,开发一种制服,除了根据周围环境改变颜色,使其更容易伪装外,还将能够在被子弹击中前变硬或碎片。还有一种可能是由智能材料制成的无人机,在着陆时可以变成探索车。

在医学上

说到4D打印,医学绝对是投资最多的行业之一。这也是最具潜力和取得最大进展的领域。正如我们已经知道的,有一些非常有前途的工作正在进行柔软的机器人和快速测试,但也有项目将帮助我们开发和制造植入组织,可以夏枯草;只有在发现发烧时才发放的药物;经过编程可以在正确的位置打开的支架;能够对体温产生反应的假肢,扩大以适应病人它们是为谁而造的,当然还有人造器官:

在时尚界

4D技术在时尚领域也有一些潜在的应用,目前还处于实验阶段,比如鞋子一旦你开始跑步就改变形状这样它们就会更舒服,有更好的减震效果。也有研究正在进行可以改变的衣服颜色、大小或功能取决于你所处的气候或你所从事的活动,还有透气面料,当它们察觉到下雨时就会闭合,打开以允许空气流通。

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所有这些例子都证明,使用智能材料打印的结构设计仍处于初级阶段,但肯定有无限的可能性当涉及到设计和结构。谁知道你在宜家买的下一件家具会不会自己组装好,而不需要臭名昭著的艾伦钥匙呢?未来是四维的。