「4D列印」新材料 外形可隨溫度而變

澳洲卧龍崗大學（University of Wollongong）的研究人員研發出一種「4D列印」的水膠材料，可因應水溫等條件自動變形而有多種用途，或將3D列印提升至全新的水平。

所謂「4D列印」是指三維空間的3D列印再加上「時間」這個維度，亦即藉由3D列印技術將對「水」、「熱」或「壓力」等元素敏感的特殊材料列印成物體，進而使該物體可因應環境的條件自動變形，從一個形狀完全變為另一個形狀，就像小朋友在玩的變形金鋼玩具一樣。在某些案例中，已變過形的物體還能恢復原狀。

研究人員潘輝斯（Marc in het Panhuis）表示，目前的「4D列印」技術能使物體在外形上有大幅改變，但其反應時間很長，而且必須達到某個臨界點之後才會變成可逆反應。

有鑑於此，該校研究人員開發出一種特殊的水膠，能因應水溫的改變產生很快的可逆反應，而且這種外形變化的反應在機械性能方面是起作用的。

這種水膠只要溫度超過95℉（約35℃）就會迅速收縮，體積可減少約一半。潘輝斯與同事用它做了一個3D列印的閥門，一旦碰到熱水就會關閉並阻擋99%的水流，等溫度降下來之後又會打開。如此反覆使用，完全不需人為干預。

除了製作水閥外，此種「4D列印」材料也可用來生產柔軟的自動控制裝置、客製化的感應器、自我組裝的微型結構等。此外，隨著這項技術的發展，將來它有可能對建築業帶來巨大衝擊，使在外太空等惡劣環境組裝材料更加容易，而且不用依靠成本高昂的人員或機器人。◇