4D打印的流程是这样的：首先对材料进行编程，使其能够对某些刺激做出反应，比如冷、热和湿度，再把这样的材料用3D打印机打印出来。4D打印可以生产智能产品，它可以自动适应外部变化，进行自我修复。比如，管道可以设计成能够根据水流量进行膨胀或收缩的，或者在破裂时自我修复。自适应或自修复技术也能在灾难救援或太空环境等恶劣环境中派上用场。

4D打印，准确地说是一种能够自动变形的材料，只需将其放入水中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。4D打印最关键的就是材料，譬如各种形状记忆材料、自适应材料，水凝胶材料等等

当植物的花、叶等器官受到外界刺激（湿气、光、触摸）时，就会相应地呈现出动态的形状，这些形状都是由组织的成分和细胞壁微观结构的各向异性所控制的。受到这一现象的启发，哈佛大学的研究团队开发了一种模仿植物细胞壁的4D打印材料：由硬质纤维素纤丝嵌入柔软聚丙烯酰胺基底组成复合水凝胶。研究人员并为其局部、各向异性的膨胀行为进行编码。这种行为受纤维素纤丝的排列控制，并被预先描述在4D打印路径中。理论计算表明，如果有一个理论框架可以通过排列图案来描述目标形状，只要放在水中，将可以实现程序化打印三维形貌！这种生物兼容性和柔性的打印材料，使得打印复杂三维网络结构又买上了新的台阶，将推动组织工程、医药器件、柔性机器人等领域的发展！

没有数据能够显示自适应产品真正进入市场还要等待多少年，也不知道它能否取得编程中的表现。如果4D打印能够成功，它将从全方位带来革命性的改变。

图1. 通过仿生4D打印为局部各向异性编程

图2. 精确控制打印简单形状

图3. 精确控制打印复杂形状

图4. 4D打印仿生结构理论预测

参考文献：

1. A. Sydney Gladman, Elisabetta A.Matsumoto, Ralph G. Nuzzo, L. Mahadevan and Jennifer A. Lewis. Biomimetic 4Dprinting. Nat. Mater., 2016. DOI: 10.1038/NMAT4544

2.http://baike.baidu.com/link?url=tmacrtvqSxTQ1FwRHxjz8PXwP7BGxoBewgB-vbOjH5iWDQjBssYVZaMvXHXXIGm_d0Lt0H0nEFkAXhgXeVVVEq

————来源：纳米人