Исследователи из Rutgers University-New Brunswick в Нью-Джерси смогли напечатать объекты из гидрогеля, способные менять форму и размер в зависимости от температуры окружающей среды. Так как при этом использовалась 3D печать, а предметы могут самостоятельно изменяться, можно сказать, что ученым удалось получить 4D структуры.

Материал «умного» гидрогеля PNIPAAm, используется учеными не одно десятилетие, в том числе и в биомедицине. Однако изготавливается он преимущественно традиционными методами, такими как формование. До настоящего момента никто не пытался получить его при помощи 3D печати. Для этого применялся процесс под названием проекционная микростеролитография, где смола для отверждения подвергается воздействию ультрафиолета. Чтобы сделать гель пригодным для печати он был объединен с химическим связующим и светочувствительным веществом, благодаря чему смола затвердевала при воздействии UV лучей.


Помимо успешной 3D печати, ученые разработали способ контроля над формой объекта при воздействии определенных условий. Например, при температурах ниже 32 градусов по Цельсию напечатанная структура поглощает воду и увеличивается в размерах. При повышении температур наблюдается обратный процесс. Стоит также упомянуть и масштаб 3D печати — самый маленький объект едва достигал ширины человеческого волоса. При этом были получены объекты длиной до нескольких миллиметров.

В конечном счете целью разработки нового 4D метода является биомедицина: для имплантации «живых» структур в человеческие органы и ткани, а также для точечной доставки лекарственных средств. Помимо этого потенциал виден и в использовании метода в мягкой робототехнике.