4D 打印是3D打印的延伸。在4D打印过程中，当暴露于某些刺激，如热，水，或光时，使用可以改变形状的材料创建固体物体。
在昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所（AIBN），研究人员已利用液态金属聚合物打印出了四维结构，这种聚合物可以被诱导用红外激光执行一系列机械任务。
图1 AIBN团队Ruirui Qiao（左）和Liwen Zhang开发了一种制备液态金属聚合物用于4D打印的新方法。固体4D结构可以用红外激光操纵成不同的形状
该团队负责人Liwen Zhang和Ruirui Qiao称，他们实验室开发的独特制作方法使他们能够制作出坚固耐用的4D 设计，同时还能够弯曲、抓取、提升和释放重量五倍的物品，或者恢复到预先编程的形状。
Zhang说：“4D 打印技术是对传统3D 打印技术的改进，它增加了一个新的维度——时间维度。我们的方法使我们能够生产智能液态金属，可以定制，成型，并提示随着时间的推移而改变，而不需要电线或电路。”
4D 打印的物品通常是用3D 打印机打印出来的，使用特定的成分赋予成品新的品质和能力。以前的研究已经证明了纳米材料在印刷聚合物中的效用，尽管建立必要的渗透网络的挑战已经导致了形状变化的灵活性和水平受到损害。
目前的工作使用基于镓的球形液态金属纳米颗粒来制备对近红外光有反应的印刷树脂。研究人员将液态金属纳米颗粒与可逆的加成-断裂链转移剂接枝，以实现3D 打印的聚合。重要的是，接枝纳米颗粒可以直接在3D 打印树脂中制备，允许一步打印方法。
产生的物体可以用近红外激光来刺激，以引导材料弯曲、抓取和释放物体。
图2 4D打印出来的固体结构被操纵来完成基本的机械任务，比如抓取和举起重量是自身重量五倍的物体
虽然这项技术还处于早期阶段，4D过程需要60秒来诱导形状变化，大约可重复25种形状。Qiao说，它在软机器人设计或模仿自然运动和互动的技术中有很大的应用潜力。
这可能意味着在航空工程和医疗设备领域的许多应用，包括冠状动脉支架、人造肌肉和其他适应和改变体内形状的设备。
从更广泛的意义上讲，Qiao说，印刷后定制和塑造材料的能力将带来更广泛的制造突破和消费者创新，从气候反应型服装、建筑材料到自组装家具。
Qiao说：“4D打印是一个快速发展的领域，它实际上只受到想象力的限制。”
