你还没摸过3D打印，4D打印就已经来了。美国哈佛大学的料学家詹妮弗?刘易斯(Jennifer Lewis)带领的一支团队开发了这一技术，利用这种打印技术打印的材料在浸入水中后可以变出复杂的形状。这并不是我们首次听说4D打印。“4D打印”的定义是，可以对被打印物体进行“编程”，使其未来发生形状的改变。
这支团队来自哈佛大学的John A. Paulson工程与应用科学学院（SEAS）和Wyss生物工程研究所。他们将微观的3D 打印技术向第四个维度演化：时间。
受到植物在受到外界刺激时会随着时间而改变其形状的启发，研究团队开发出一种特殊的水凝胶复合配方，当打印出来的成品淹没在水中时，就会变化成可以预测的形状。
自然界中，花和植物的组织成分和微观结构会随着环境的变化产生动态的变化，比如植物的卷须、叶子、花等器官会对环境的刺激，诸如湿度、温度的变化做出反应，而詹妮弗?刘易斯和她的团队则通过对材料的编程模拟这些多样性的变化。
他们将木浆中提取的纤维素纤维与丙烯酰胺水凝胶(一种胶状物，遇水会扩大)混合在一起。这种混合材料的微观结构与使植物产生形状变化的微观结构很相似。当混合材料从3D打印机的喷嘴中喷出时，这些纤维在丙烯酰胺水凝胶内排列成行，意味着打印出来的物体只能纵向扩张，无法横向扩张。
为了得到想要的形状，该研究团队还研发出了一种数学模型，来预测和控制混合材料最终的形状变化。这种模型能从纵横交错的设计中得到曲线形状，并利用纤维的排列来确保材料弯曲的形状与该团队的需要一致。
詹妮弗.刘易斯说：“我们能根据打印材料的方式来使其弯曲、扭转和波动。”测试的时候，该团队打印出了两朵形状一样的花，但它们被浸没到水里之后，五个花瓣卷曲的方向不同。他们还模仿了某种兰花的设计，其扁平的形状弯曲之后与真正的兰花非常接近。该团队还在凝胶里加入了荧光染料，让人们能更好地看到花朵，也让花朵变得更加漂亮。
詹妮弗.刘易斯指出，通过这种新工艺，配合不同的水凝胶墨水，可以让打印出的材料对其他外界刺激，例如阳光，做出反应。此外，这些纤维还可以被替换为导电材料，从而用于开发电子设备。因而，这项技术在智能纺织品、软电子部件、生物医学设备和组织工程方面意义重大。
目前该团队正在探索该技术的潜在应用方向，包括最终能培育出新器官的组织工程学。未来，受损组织的替代品能像一张平板纸一样被打印出来，并自行变成人们需要的形状。