■軍事科技與國家安全

　　3D列印技術正方興未艾，4D列印已經走入現實。電影《變形金剛》中，一輛汽車瞬間變換成為巨型機器人的場景令人驚嘆，借助4D列印技術，這一科學幻想有可能在不遠的將來實現。2013年2月在洛杉磯TED年會上，美國麻省理工學院研究員Skylar Tabbis將一根含有吸水性智慧材料的複合材料管放入水中後，這根管子自動扭曲變形，最後顯示為一個“MIT”字樣的形狀。這是4D列印技術的首次公開展示，在全世界引起了轟動性影響。

　　4D列印技術是對3D技術的改進完善。3D列印技術是一種增材製造技術，它以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑膠等可黏合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。與3D列印相比，4D列印技術增加了一個維度“變化”，其核心技術是材料自組裝，即在3D列印過程中在預先設定的部位置入某些智慧材料，列印完成後將産品放在特定的環境中，智慧材料在外界環境的作用下發生物理或化學變化，導致産品整體形狀、強度等要素發生變化。

　　如今，4D列印技術在經濟生活中的廣闊應用吸引了大量研究，在軍事領域中也存在巨大的潛在應用前景。

　　一是打通武器裝備製造到使用的鏈路 4D列印技術將顛覆武器裝備傳統的製造—部署—使用—報廢的流程，可能使之優化為半成品製造—部署—現場塑造—使用—回收—再部署。武器裝備將可以在部署現場，根據周圍環境和作戰目標的不同，優化調整設計參數，快速塑造成型，甚至實現環境自適應，從而大大提高武器裝備的環境適應能力和作戰效能。例如，通過4D列印技術有可能實現根據外界光照的變化自動變換形狀和顏色的偽裝網，與周圍地貌融為一體，提升偽裝效果。

　　二是促進大型裝備構件的現場製造 儘管3D列印前景廣闊，但是受限于3D印表機的尺寸，目前還只能實現中小尺寸材料構件的現場列印製造。利用4D列印技術，可以預先設計大型結構的折疊狀態，以及展開所需的關鍵部位和敏感材料，然後利用3D印表機列印出半成品，通過特殊的物理場控制實現成品的自動展開。典型的應用是衛星太陽能帆板和天線等大型結構的空間自組裝，將大大減少所需的機械部件數量和重量，降低衛星發射所需的體積和重量。

　　三是推動微小型軍用機器人的發展 微小型機器人將在未來戰場執行大量偵察或打擊任務，體積、重量和能耗很大程度上與機器人運動與變形所需的齒輪、鏈條等機械部件有關。4D列印技術將為微小型機器人的運動與變形提供新的技術路線，通過敏感材料的精確設計和控制有望取代齒輪等傳統機械部件實現機器人運動，從而顯著減小機器人的重量和能耗需求。

　　四是變革軍事後勤保障流程 通過4D列印技術，可將更多武器裝備製造成折疊狀態，減小裝備體積，方便遠端機動，減少長途運輸中可能發生的不必要損壞。4D列印出的半成品將有更強的可塑造能力和環境適應能力，也有望減少裝備器材的種類和庫存數量，提高後勤效率，發揮更強的作戰效能。

　　（本欄目由科技日報軍事部與國防科技大學國際問題研究中心聯合主辦）