Mindshift16 mrt '16 15:07Aangepast op 14 jun '16 13:26

Mindshift | 4D-printtechnologie maakt ‘shape-shifting’ mogelijk

Auteur: BNR Webredactie

3D-printtechnologie wordt overal in ons leven al toegepast. In de verwerkende industrie, de bouw, de automobielindustrie en zelfs in de medische wereld.

3D is zeker revolutionair te noemen, maar 4D-printtechnologie doet daar nog eens een schepje bovenop. Als je polymeervezels met 'vormgeheugen' aan een composietmateriaal toevoegt ben je in staat om een object te printen dat van vorm verandert zodra het wordt blootgesteld aan externe factoren als licht, temperatuur of vocht. Futurist Richard van Hooijdonk had daarover veel interessants te vertellen deze week

‘Shape-shifting’ objecten, door de natuur geïnspireerd

4D-printtechnologie is geïnspireerd door de natuur waarin organismen zelfherstellend en zelfreplicerend zijn en van vorm veranderen. De technologie maakt gebruik van nanocomposieten waaraan dimensies als geheugen en tijd worden toegevoegd. Zodra er sensorische en atmosferische veranderingen plaatsvinden, kunnen deze materialen groeien, buigen, krullen, draaien of krimpen. Er zijn al technieken waarmee we ‘shape-shifting’ structuren en levend weefsel kunnen vervaardigen. Meubels kunnen zo worden geprogrammeerd dat ze zichzelf in elkaar kunnen zetten. Schoenen, kleding en banden kunnen geprogrammeerd worden om grip of vochtdoorlatendheid te veranderen.

Zelf-assemblerende gebouwen

Met 4D-printtechnologie kunnen we binnenkort gebouwen produceren die lichter in gewicht zijn en zichzelf kunnen aanpassen aan veranderingen in de omgeving. De gebouwen zijn plat verpakt en assembleren zichzelf op de plaats van bestemming zodra ze aan externe stimuli als warmte, vocht, zwaartekracht, of licht worden blootgesteld. Ook kunnen we met 4D-printtechnologie waterleidingen zo printen dat ze met veranderingen in de grond meeveranderen en vervolgens uitzetten of krimpen. Ook krijgen we in de toekomst zelfherstellende wegen. Kortom, de mogelijkheden zijn eindeloos.

Van vorm veranderende kleding en schoenen

Met 4D-printtechnologie werd pasgeleden een jurk gemaakt die uit bijna 2.300 scharnierende deeltjes bestond waardoor de jurk vloeiend kon meebewegen met het lichaam van de draagster. Om in de printer te kunnen passen werd de jurk opgevouwen geprint en vervolgens veranderde het kledingstuk, dat leek op een opgevouwen pop, in een vlinder. 4D-programmering wordt ook getest voor de ontwikkeling van slimme schoenen. Wandelschoenen kunnen straks bijvoorbeeld ook veranderen in basketbal- of hardloopschoenen.

Levende, adaptieve cellen

In de toekomst printen we adaptief weefsel met als doel ‘onderdelen’ te creëren die in het lichaam van de patiënt kunnen overleven. Wetenschappers zijn ook bezig met ‘slimme farmacologie’ en ‘gepersonaliseerde geneeskunde’. Research projecten zoals  'DNA-origami' tonen aan dat eiwitstructuren op nano-schaal in nanorobots kunnen creëren die waarmee kankercellen in het lichaam van een patiënt opgespoord en vernietigd kunnen worden.

Uitdagingen van programmeerbare materie

4D-printtechnologie heeft veel voordelen. Het heeft aanpassingsvermogen en maakt zowel maatwerk en kostenbesparingen mogelijk. Maar er zijn ook uitdagingen. De technologie kan voor criminele doeleinden gebruikt worden en dan is er ook nog de kwestie van aansprakelijkheid. Als een 4D-geprint voorwerp of stuk levend weefsel niet meer functioneert of kapot gaat, wie is daar dan verantwoordelijk voor? De fabrikant? De ontwikkelaar van het slimme materiaal? De medische specialist? Ook is geprogrammeerd materiaal gevoelig hacking en software bugs. Uiteraard met alle gevolgen van dien...
 

Tot de volgende mindshift.

Richard van Hooijdonk

Trendwatcher & futurist

Gerelateerde artikelen