Một trong những lĩnh vực mới nổi trong nghiên cứu in 3D là in 4D. In 4D đề cập đến các loại vật liệu có thể thay đổi hình dáng vật lý của chúng trong phản ứng với kích thích sau khi chế tạo. Điều này là do việc sử dụng các vật liệu khác nhau, tùy thuộc vào sự thay đổi mà ta mong muốn. Là một phần của một dự án mới, các nhà nghiên cứu đã tiết lộ những vật được in từ các polyme ghi nhớ hình dạng phản ứng với nhiệt.

Georgia Tech, Đại học Công nghệ và Thiết kế Singapore và Đại học Giao thông Tây An đã đóng góp cho dự án. Ban đầu, các polyme được in lên một hình dạng phẳng. Khi mẫu in được làm nóng, nó sẽ có hình dạng cuối cùng, định sẵn. Các nhà nghiên cứu sử dụng mô phỏng máy tính để xác định hình dạng sản phẩm cuối cùng.

Jerry Qi từ Georgia Tech cho biết: "Cách tiếp cận mới này làm đơn giản hóa và tăng khả năng in ấn 4D bằng cách kết hợp bước lập chương trình lập trình cơ học trực tiếp vào quá trình in 3D.

Việc áp dụng nhiệt tạo ra một hình dạng mới, vĩnh cửu cho các mẫu in. Trước đây, mô hình phụ thuộc hydrogel. Tuy nhiên, các polyme này thay đổi hình dạng nhanh hơn các mẫu in trước đó. Hầu hết các mẫu in, tùy thuộc vào hình dạng và kích thước, được tạo thành trong khoảng 5 giây.

Ứng dụng tiềm năng

Mặc dù loại vật liệu này là khá mới, lặp lại trong tương lai có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm nhỏ gọn. Vật liệu đóng gói làm từ loại polymer này có thể là không gian cho nhiều người tiêu dùng. Nếu các nhà sản xuất có thể thay đổi độ cứng của polymer, các công ty có thể chế tạo những đồ nội thất có thể được vận chuyển dưới dạng nhỏ gọn và sau đó được nung nóng để mở rộng theo hình dạng mong muốn.

Điều này có thể cách mạng hóa lưu trữ và vận chuyển vì các vật thể làm từ polymer này có thể được xếp chồng lên nhau hoặc lưu trữ dễ dàng. Hơn nữa, điều này mở ra cánh cửa để xây dựng các polyme có phản ứng với kích thích khác với nhiệt độ. Các loại tương lai có khả năng phản ứng với độ ẩm, âm thanh hoặc lực. Tất cả những điều này đều có khả năng sử dụng tiềm năng trong các tình huống khác nhau đòi hỏi các vật liệu này.