4Dプリンター

3Dプリンティングはまだ新しいテクノロジーと見なされているという事実にもかかわらず、ハーバード大学の開発者は進歩が急速に進んでいることを証明しています。科学者のチームは、3Dプリンターを基礎として、4番目の次元を追加しました。

4Dプリンター：それは何ですか

「4Dプリンター」とは、実際のオブジェクトを印刷するために3次元（X、Y、Z）ではなく、4次元-時間（T）を使用することを意味します。

外的要因（冷水など）に反応する可能性のある特殊な素材を印刷オブジェクトに追加すると、これらのオブジェクトは、人の筋肉のように、時間とともに動き、形を変えることができます。

4Dプリンターの仕組み

4D印刷は、3D印刷に基づく最新のテクノロジーです。改善点は、印刷時に、水分を吸収できる「スマート」素材の中間層が追加されることです。

この場合、水分は3Dプリンターでの印刷後に素材の体積を増やすためのエネルギー源です。主な対象物は最初にプリンターで処理され、次に水の助けを借りて変化し、目的の形状になります。

助けて！これらの革新により、かなり短時間でどんなアイテムでも印刷することができます。正確には「時間」は4番目の次元です。

4Dプリンターで印刷できるもの

ハーバード研究所は、それ自体が必要な形状をとったり、組み立てたりできるさまざまなアイテムを印刷しています。科学者は、自分で結んだ靴ひもを示し、家具を自分で折りたたんでいました。新しい技術は他の目的にも使用されます。

宇宙衛星の保護

4Dプリンターのおかげで、NASAの科学者は、衛星を損傷から保護する特殊な金属ファブリックを作成し、弾性アンテナの製造にも必要になりました。

これは、他の金属をいくつか加えた銀製の一種の「チェーンメール」です。生地は圧縮、伸縮、折り畳むことができます。弾力性にもかかわらず、素材は非常に破れにくいです。将来、衛星は軌道に乗る前にこのファブリックを梱包するか、材料の助けを借りて宇宙服や宇宙ステーションをシールドする予定です。

軍事技術

4D印刷は、化学分野および防衛産業の材料科学の研究で使用されます。 4Dプリンターを使用すると、チップ用の新しい生化学センサー、材料、アクセサリーを印刷できます。

助けて！現在、高解像度（人間の髪の毛の約1000倍）でオブジェクトを印刷できる安価なデバイスが不足しているため、進歩が妨げられています。

医学での使用

中国Sha西省の外科医は、4D印刷技術を使用して気管の複雑な手術を成功裏に実行しました。彼らは患者に気管ステントを装着し、呼吸器を開いたままにした。ステントの製造には、時間の経過とともに溶解する生体物質であるポリカプロラクトンが使用されました。人体の劣化は3年以内に発生します。外科医は以前に印刷されたステントの溶解時間を計算していたため、患者は特別な除去手術を行う必要はありません。

同様のケースがアメリカで発生しました。ギャレットピーターソンは、関節が非常に柔らかいときに気管支軟化症で生まれました。

4Dプリンターで印刷された新しい生体材料は、すぐに呼吸器系の病理をはるかに超える可能性があります。すでに顔の回復の観点から研究を行っています。

一般に、4D印刷の分野で働く多くの科学者は、5〜6年以内に現代の印刷方法のオブジェクトと生体材料の急速な成長を予測しています。