احتمالا مانند دوستان خود به چاپگر سه بعدی فکر می‌کنید. مقاله چاپگر سه بعدی را به یاد دارید؟ همان وسیله‌ای که مواد را لایه لایه روی هم قرار می‌دهد تا یک جسم ساخته شود.
فناوری از هوا و فضا تا دندانپزشکی با سرعت نور پیشرفت می‌کند. دانشمندان مواردی را به دست می‌آورند که حتی رویا پردازان گذشته به آن فکر نمی‌کردند.
امروز به چاپگر چهار بعدی می‌رسیم. این نوع چاپگر اجسامی را تولید می‌کند که با گذشت زمان تغییر می‌کنند. البته گذشت زمان تنها عامل تغییر نیست. نور، مواد شیمیایی یا دیگر موارد نیز می‌توانند تغییرات ایجاد کنند.
یک تیم از دانشگاه هاروارد تحقیقات را پیش می‌برد. آن‌ها مقاله خود را در مجله نِیچِر منتشر کردند. در آن مقاله از تغییرات گیاهان در پاسخ به نور، رطوبت یا لمس کردن الهام گرفته شده است.
مفهوم چاپ چهار بعدی برای اولین بار توسط موسسه فناوری ماساچوست توسعه پیدا کرد. آن‌ها روی راه‌هایی کار می‌کنند که اشیا و اجسام خود به خود تغییر پیدا کنند.
یک مقاله در سال 2013 ماده‌ای را معرفی کرد که با قرار گرفتن در آب تا 150 برابر بزرگ‌تر می‌شود. اگر ماده را با ماده مشخص دیگری ترکیب کنید، مقاومت بسیار بالاتری از خود نشان می‌دهد.
دانشگاه MIT از طراحی بر اساس دو ماده و تیم دانشگاه هاروارد تنها از یک ماده استفاده می‌کند. از یک جوهر ژل مانند کامپوزیتی با الیاف کوچک در این روند کمک می‌گیرند.
مواد توسط یک چاپگر به اجسام تبدیل می‌شود. بعد از چاپ، اصل ماجرا آغاز می‌شود.
الهام چاپگر چهار بعدی از طبیعت
یکی از اعضای تیم هاروارد از طریق ایمیل به ما گفت: فرآیند چاپ چهار بعدی از طبیعت الهام می‌گیرد. در طبیعت این پدیده را با نام تَوَروم آنیزوتروپیک می‌شناسیم.
در این روند، گیاه در حالت‌های مختلف، واکنش‌های مختلف نشان می‌دهد. برای مثال: به میوه درخت کاج نگاه کنید. این میوه به لطف آب روی بدنه درخت رشد می‌کند و لایه رویی خود را می‌بندد.
سپس روی زمین خشک می‌افتد و باز می‌شود تا دانه‌ها پراکنده شوند. محقق ارشد تیم گفت: ما سعی می‌کنیم تا روند طبیعت را با همان فیبرهای سلولزی تکرار کنیم.
در زمان چاپ، فیبرها به شکلی هماهنگ می‌شوند تا در یک جهت، به نسبت جهت دیگر بیشتر بزرگ شود. با قرار دادن فیبرهای سلولز در زاویه درست، بتوانیم مشخص کنیم که چطور به نسبت آب واکنش نشان دهد.
زمانی که یک فیبر در زاویه 0 درجه و فیبر دیگر در زاویه 90 درجه قرار گیرد، ساختار خم خواهد شد. اگر یک فیبر در زاویه 45 درجه و دیگری منفی 45 درجه باشد، چرخش ساختار را مشاهده می‌کنید.
برای تبدیل شدن چاپ چهار بعدی به یک فناوری عملی، راه زیادی داریم. این کار می‌تواند پارچه هوشمند را به واقعیت تبدیل کند.
به این فکر کنید که اعضای مختلف بدن از این طریق چاپ شود. اعضایی که با قرار گرفتن در بدن، شروع به رشد می‌کنند.
مقداری از بودجه تحقیقات دانشگاه هاروارد توسط اداره تحقیقات ارتش تامین می‌شود. در سال 2014 یک مقاله در مجله امور بین الملل چاپ شد.
این مقاله کاربرد چاپ چهار بعدی در صنایع نظامی را تشریح می‌کند. به لباس‌هایی برای سربازان فکر کنید که می‌تواند رنگ خود را برای استتار تغییر دهد.
یا حتی یک پارچه معمولی، خود را به جلیقه ضد گلوله یا لباس شنا تبدیل کند. به وسایل نقلیه فکر کنید که خود را به نسبت محیط و شرایط آن تغییر می‌دهند.
نکته: سلولز ساختار اولیه دیوار سلولی گیاهان را تشکیل می‌دهد. جالب است بدانید که دستگاه گوارش انسان سلولز را هضم نمی‌کند.
شما به کدام کاربرد چاپ چهار بعدی فکر می‌کنید؟ آیا این فناوری‌های رویایی به واقعیت تبدیل خواهند شد؟
