4D打印出花朵，离替换器官又近一步_医疗健康

2016

01/29

16:31

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目前，3D 打印技术还没能向人们充分证明自己的存在意义，但是这并没能阻止科学家们推进 4D 打印技术的发展。这项技术其实跟 3D 打印技术拥有类似的过程，但是，它所创建的对象能够随着时间的推移而变换自己的形态。

根据外媒 Gizmodo 的报道，来自哈佛大学的实验室已经利用 4D 打印技术制作出了精致的花朵。事实上，4D 打印并不是什么新鲜的概念，它通常需要使用多种材料，然后将软硬程度不同的材料结合在一起。

用这种 4D 打印技术打印出来的结构在一定的条件下能够优先对弯曲有弹性的结构进行调整。但是，来自哈佛大学的一个研究小组在自然环境中找到了灵感，对 4D 打印的过程进行了简化，他们只需要使用单一的材料就能够创造出可以自己弯曲、扭曲的结构。

Jennifer Lewis 是该研究小组的一员，她说：“我们希望能够在大自然中找到一些参考物，比如花朵这样的自然界中形状变换非常复杂的物品。”

这个研究团队模拟了植物细胞的组成，其中包含了排列整齐的纤维素纤维（这些纤维限制了植物的活动范围）。然后，他们把纤维素纤维和丙烯酰胺水凝胶（一种果冻状的物质，碰到水会扩散）混合在一起，然后通过 3D 打印机的喷嘴，这样一来，纤维素纤维就会对打印对象的扩张方向进行控制——只能纵向扩张，而不能横向扩张。

这种混合材料本身的属性是相当有限的，但是该团队还开发了一个数学模型，其主要用途是在纵横交错的设计中获取曲线形状，并利用纤维素纤维来确保材料的弯曲形状是他们想要的。Jennifer Lewis 说：“我们可以让打印出来的材料实现弯曲、扭转等等，关键取决于我们是怎样打印的。”

为了测试这项技术的可行性，这个研究团队打印了两朵表面上看起来完全相同的花朵，但是它们的五个花瓣卷曲的方向是不同的。除此之外，他们还对兰花的设计进行了模仿，一个扁平形状的材料卷曲之后跟真正的兰花非常接近。他们还在凝胶中添加了一种荧光染料，使花朵更容易被看到，并且赋予它们一种令人愉悦的光芒。

现在，这个研究团队正在探索这项 4D 打印技术的技术应用范围，其中包括最终能够打印器官的组织工程学。Jennifer Lewis 表示：“在未来，人们将可以通过 4D 打印打印出某个被损坏的人体组织的替代品。”

来源：威锋网

（原标题：会变换形状的4D打印花朵：器官打印有希望了）

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