4D Printing Nedir?

1984 yılında ilk 3D yazıcının geliştirilmesinden bu yana hayal gücümüzün sınırlarını zorlayan birçok tasarım elle tutulur hale geldi. 3D yazıcılarla yapay organlar üretildi, lezzetli yiyecekler sunuldu, moda sektörüne yepyeni bir soluk getirilirken tek seferde yazdırılanevler bile inşa edildi. Peki dilimlenmiş katmanların üst üste bindirilerek nesneleştirildiği 3D tasarımların ötesinde bir teknolojiyi hayal etmek mümkün mü?
Bu soruya evet cevabını Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Mimarlık Fakültesi’nde araştırmacı bilim adamı ve Kendiliğinden Kurulum Laboratuvarı’nın kurucusu da olanSkylar Tibbits veriyor. Günümüzde 4D modellemeler henüz günlük kullanımda olmamasına rağmen, birçok şirket şimdiden geleceği yeniden tasarlayacak bu teknoloji üzerine çalışmaya başladı bile. 4D nesnelerin son hali diye bir şey yok. Yani 3D yazıcılardan elde edilen çıktılar gibi baskıyı aldığınızda nihai şeklini bulmuyor. Aksine duruma göre kendiliğinden yeniden şekillenebiliyorlar. 4D bir modeli, 3 boyutlu bir cismin başka bir 3 boyutlu cisme dönüşmesi olarak da düşünebilirsiniz. Bu yeni nesil akıllı nesneler, çevre koşulları ve kullanıcı ihtiyaçlarına göre kendiliğinden şekil alıp, kendini yeniden düzenleyebilecek. Tibbits’in bu konudaki açıklaması ise şu şekilde: “Genelde bir şeyler bastıktan sonra baskılarla işimizin bittiğini düşünürüz. Bundan sonra onları birleştirmeye başlarız. Biz ise onların değişmelerini, zamanla şekilden şekile girmelerini istiyoruz. Bir de onların kendi kendilerini birleştirmelerini… Koşmaya başladığımda ayakkabılar bir koşu ayakkabısına dönüşmeli. Basketbol oynadığımda ise bileklerimi daha fazla destekleyebilecek bir form almalılar. Eğer çimlerde yürüyorsam kaymamı önlemeliler ve yağmurda su geçirmez olmalılar. Burada ayakkabının basketbol oynadığınızı anlamasından bahsetmiyoruz elbette, ancak ayağınıza etkiyen kuvvetlere veya enerjilere göre tepki verebilir. Basınca, neme veya sıcaklığa bağlı olarak dönüşüm geçirebilir.”

İnsan eliyle inşa edilmiş yapıların yapımı hem uzun hem de karmaşık. Tibbits de bu yüzden doğadan ilham almış ve aynı protein zincirlerinde olduğu gibi yapılanmanın önceden programlanarak daha hızlı bir şekilde oluşabileceğini düşünmüş. Bunun için de aynı DNA diziliminde olduğu gibi tasarımların yapı taşlarının çözümlenmesi, sonra bu yapı taşlarının belli koşullarda değişecek şekilde yeniden programlanması, bu yeniden yapılanma için enerji ve tüm bu süreci denetleyecek bir mekanizma olması gerektiğini söylüyor.

Minimum enerji ile kendini onaran, yeniden inşa eden, kendini montaj edebilen geleceğin akıllı nesneleri ile günlük hayatımızda, askeri savunma teknolojisinde, sağlıkta, dekorasyonda ve hatta uzay çalışmalarında zaman, para ve iş gücünden devasa boyutta tasarruf edilirken, yeni teknolojilerin de önü açılacaktır. Kendi kendini inşa edebilen bu programlanabilir malzemeler, Tibbits’in 4D yazıcı ismini verdiği bu yeni teknoloji ile yakın gelecekte hayatımıza girerek nano teknolojinin yerleşik dünyayı da ele geçirmesine sebep olacak gibi görünüyor.