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Le terme d'impression 4D est employé dans le cas d'une impression 3D à partir de matériaux dits « à mémoire de forme ». Ceux-ci sont programmés pour changer de forme dans le temps - la quatrième dimension dont il est question ici -, sous l'effet de la température, par exemple. Si certains chercheurs ont su s'inspirer de la nature pour arriver à leurs fins, d'autres comptent sur une technique d'impression ultra-précise.

Le procédé d’impression en 4D mis au point par les chercheurs d’Harvard s’inspire de la façon dont les plantes changent de forme sous l’effet des stimuli environnants. Cette structure qui reprend la forme d’une orchidée est imprimée en 3D avec un hydrogel à base de fibrilles de cellulose qui vont gonfler au contact de l’eau. L’impression est contrôlée par un modèle mathématique qui prédit la manière dont les fibrilles vont réagir une fois dans l’eau. © A. S. Gladman, E. Matsumoto, L. K. Sanders et J. A. Lewis, Wyss Institute at Harvard University, YouTube

Cet objet imprimé en 4D prend sa forme dans l'eau  Des objets fabriqués sur mesure mais qui changent de forme une fois plongés dans l’eau : c'est le curieux procédé d’impression « 4D » développé par des scientifiques de l'institut Wyss et de Harvard (États-Unis). Des fibres de cellulose, savamment disposées, gonfleront de manières différentes selon les endroits (Anisotropic swelling). Prédictible, le phénomène permet de faire naître des formes cachées. 

https://dai.ly/x4shrvc

Image associée

Pour imprimer en 3D des structures microscopiques à mémoire de forme, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la Singapore University of Technology and Design ont utilisé la lumière et, plus exactement, la méthode dite de microstéréolithographie.

Grâce à la haute précision apportée par cette méthode de solidification couche par couche sous l'effet de la lumière, ils ont pu produire des structures aussi fines que le diamètre d'un cheveu humain. Des structures qu'il est alors possible de tordre, de plier (à des angles extrêmes) ou même d'étirer (jusqu'à trois fois leur taille initiale) avant qu'elles ne retrouvent une forme pré-programmée, en quelques secondes seulement, une fois soumise à une température donnée.

Si les chercheurs pouvaient réussir à affiner encore un peu plus leur méthode d'impression, ils pourraient espérer obtenir des réponses plus rapides encore, de l'ordre de la milliseconde. De plus, s'ils arrivent à concevoir un polymère à mémoire de forme réagissant aux températures du corps humain, ils pourraient proposer un système de délivrance de médicament qui s'activerait automatiquement en cas de fièvre.

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