簡介
對于這一技術的運用，蒂比茨認為其能夠自我變形的特性，可以讓物體實現在地下管道等難以接觸到的地方進行自我組裝。此外，這一技術還有可能應用到家具、自行車、汽車、甚至建築物的制造上。
目前，蒂比茨正在尋找制造商與他合作，以期在這些方面進行創新。“我們在尋找必須使用到這些材料的産品……設想一下，如果水管能夠自我延伸，應對不同的需求和流量，這樣就能夠省掉挖掘街道的步驟了。”
一些專家們認為，這一技術的問世可能預示着自我組裝家具時代的來臨。美國軟件開發商、參與4D技術開發的歐特克公司正在對此進行更進一步的研究。該公司首席研究專家卡洛·奧古恩稱：“想象一下這樣的場景，你在宜家買到一把椅子，然後把它放到你的屋子裡，關鍵的是，這把椅子會自我組裝。”
奧古恩說，4D打印概念的靈感來自于生物的自我複制能力。不過，該技術目前隻能“打印”自動變形的條狀物體，其下一步的研究目标是“打印”片狀物體，然後才是結構更加複雜的物體。
最新研究
在2013年十月三十日，美研究人員開發4D打印技術加工新型複合材料。
美國科羅拉多大學博爾德分校的研究人員已成功在其打印技術中加入第四個維度，為在制造、封裝和生物醫學中應用的自适應複合材料的制造和使用帶來可能。
該研究團隊由科羅拉多大學博爾德分校機械工程學院副教授傑裡奇領導，他和其合作夥伴——來自新加坡科技設計大學的馬丁·L·鄧恩一起，已經開發出4D打印方法，并對其進行了測試。這些研究人員将“形狀記憶”聚合纖維加入傳統3D打印使用的複合材料中，從而生産出在某一種形狀上的固定對象，而這一形狀稍後會轉化為一種新的形狀。
前科羅拉多大學博爾德分校機械工程學院成員鄧恩稱，“在此工作中，由3D打印創建最初配置，然後由形狀記憶纖維的編程行動創建與配置相關的時間——4D方面”。鄧恩對複合材料的力學和物理學研究已超過20餘年。
4D打印的概念最初由麻省理工學院斯凱勒·蒂比茨于2013年4月提出，允許材料“自我組裝”成3D結構。蒂比茨和其團隊将“智能”材料産生層與一股塑料進行結合，該“智能”材料能在水中實現“自我組裝”。
鄧恩表示，“我們通過創建複合材料推進了這一概念發展，這些複合材料可基于一種不同物理機制變形為許多不同的複雜形狀。使用形狀記憶聚合物纖維生成複合材料所需的形狀變化的秘密在于，如何設計纖維的架構，包括其位置、方向和其他因素。”
科羅拉多大學博爾德分校團隊的這些成果刊登在上月的《應用物理快報》雜志上。
傑裡奇表示，“最吸引人的事情就是這些形狀在設計階段就被定義了，而這些在前幾年是不可能是實現的。”
該團隊對複合材料内纖維的方向和位置如何确定形狀記憶的影響程度進行了演示，如折疊、卷曲、拉伸或扭曲。這些研究人員也演示了，通過對這些複合材料進行加熱或冷卻來控制這些影響的能力。
傑裡奇稱，3D打印技術已經曆了30多年的發展曆程。這項技術21世紀才發展到此階段，即當目标受到熱和機械推力時，活性纖維可納入複合材料中，以便對其行為進行預知控制。
這項技術可為各種應用帶來令人興奮的可能性。傑裡奇表示，太陽能電池或類似産品可在功能性設備可很容易地安裝的平面配置中生産。随後，它将被轉變為一個緊湊形狀用于封裝和運輸。在達到目的地後，該産品将會被激活以形成一種功能可優化的不同形狀。
資金支持
2013年十月早些時候，美國陸軍研究辦公室也宣布，他們已經授予某大學的三位研究人員85.5萬美元資金，用于開發4D材料，希望将這項技術變為現實。對可改變結構的汽車塗料以适應潮濕環境或堿性道路，更好地保護汽車免受腐蝕；或可改變士兵僞裝的制服或更有效的防止有毒氣體或彈片接觸，一份新聞稿件對這些概念進行了調侃。
随着3D打印技術的逐步成熟，擁有更多可打印的材料和在更大規模内的更高分辨率，研究人員應幫助提供一種新方式，以在工程領域創建可逆或可調諧的3D曲面和實體，如用于汽車、飛機和天線的複雜形狀複合外殼。
