4D-Druck Gedruckte Blume blüht auf

Die Blütenblätter der Blume schwimmen flach im Wasser, langsam beginnen sie sich zu heben und leicht zu krümmen. Was nach einem ganz natürlichen Vorgang klingt, ist etwas besonderes. Die Blume stammt nämlich aus einem 3D-Drucker. Sie ist das Ergebnis eines neuen Verfahrens (ein Video ist hier zu sehen) von Forschern der Harvard Universität. Das besondere an ihr ist das verwendete Druckmaterial. Es besteht aus einem Hydrogel, das mit Pflanzenfasern versetzt ist. Kommt das damit gedruckte Objekt mit Wasser in Verbindung, beginnt es sich zu verformen und nimmt eine andere Gestalt an. Die Forscher um Jennifer Lewis nennen das Verfahren 4D-Druck; mit der vierten Dimension ist dabei die Zeit gemeint.

Lewis und ihre Kollegen haben sich für die Erfindung von den Gewebestrukturen von Pflanzen inspirieren lassen. Pflanzen können mit Hilfe von Microstrukturen ihre Gestalt verändern. Dadurch öffnen sich zum Beispiel Blüten oder Ranken schlängeln sich um Objekte. Die in dem Hydrogel der Wissenschaftler verwendeten Zellulosefasern entsprechen den Microstrukturen der Pflanzen. Die gewünschte Veränderung des gedruckten Objekts erreichen sie über eine weitere Eigenschaft der Fasern. Diese schwellen bei Wasserkontakt entlang der Fasern anders an, als diagonal zu ihr. Dadurch lässt sich mit Hilfe eines mathematischen Modells genau berechnen, wie das Objekt gedruckt werden muss, damit es nachher die gewünschte Form annimmt.