3D-принтеры создают объекты, которые имеют трехмерные характеристики, а 4D-принтеры – объекты с четырехразмерными характеристиками, которые включают в себя динамический компонент, обуславливающий изменение их структуры с течением времени при воздействии воды, огня или света.

Используя принтер с возможностью печати из нескольких материалов, можно создать такие объекты за один сеанс печати. Такие «программируемые материалы» могут в один прекрасный день привести к существованию, например, самостоятельно собирающейся после какого-либо воздействия на нее мебели. Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) в настоящее время работают именно над решением этой задачи.

Для понимания механизма работы таких материалов можно вспомнить поведения куска дерева при намокании. Оно коробится, так как различные части дерева набухают по-разному. Эта деформация непредсказуема и связана с типом древесины, ее структурой, как и где она намокнет и так далее. Если же каким-то образом спрогнозировать деформацию, то можно было бы сознательно получить ту форму, которую и хотелось, просто добавив воды.

С 3D-печатью возможно изготовление куска дерева с любыми составом, толщиной и структурой. Наряду с компьютерными моделями, при полном понимании поведения материала, возможна 3D-печать «запрограммированного» куска искусственного дерева, сконструированного со слоями различной толщины и структурой, способного трансформироваться в желаемую форму. Просто добавь воды:

MIT Self-Assembly лаборатория разрабатывает разнообразные программируемые материалы, а не только дерево. Например, они работают с текстилем (представьте плоский кусок ткани, который превращается в шляпу, когда начинается дождь), наряду с несколько более экзотическими материалами, такими как гибкое углеродное волокно:

Большим преимуществом подобных программируемых «умных»материалов является то, что возможно создать вещи, которые перемещаются и взаимодействуют с окружающей средой без управления ими с помощью сложной системы электроники.