2D-s anyagok úgy programozhatók, hogy 3D-s formákká alakuljanak át. A felfedezés komoly hatással van és még inkább lesz a jövőben a puha robotikára, telepíthető rendszerek fejlesztésére és az élővilág mintázatait utánzó (biomimetikus) gyártásra.
A 3DP világában is új paradigmaként jelent meg.
Az így lehetővé vált technológiák egyike az Arlingtoni Texasi Egyetem fejlesztése: szintetikus 2D anyagokat alkottak, amelyek képesek komplex 3D-s alakzatokká átalakulni. Tudják az élő szervezeteknek azt a tulajdonságát utánozni, amelynek hatására a puha szövetek kitágulnak és összehúzódnak. Ennek következtében, 2D anyagok komplex 3D-s funkciókat és mozgásokat valósítanak meg.
A 2D anyagok vékony lapocskák, amelyek teljes egészükben a felületükből állnak, gyakran egyetlen atomnyi vastagok. Erősen rugalmasak és porózusak, ugyanakkor kemények, erősek is. Egyikük, a sok technológia Szent Gráljaként emlegetett grafén a legvékonyabb ismert 2D-s matéria. Mindent elárul róla, hogy vékonynak ugyan döbbenetesen vékony, viszont az acélnál is erősebb.
A fejlesztés részben az egyetemen néhány éve kikísérletezett 4D nyomtatási módszeren, digitális fényvetítéses litográfián alapult. Abból indultak ki, hogy biológiai rendszerekben többféle 3D formájú 2D-s anyag fordul elő, változatos funkciókkal. Az elő organizmusok komplex 3D alakjukat és funkcióikat gyakran puha szöveteik térbeli tágulásával és összehúzódásával érik el.
A kutatókat pontosan ezek a folyamatok inspirálták módszerük kidolgozására, 2D-s anyagok programozására. 2D nyomtatóeljárásukkal szimultán printelhetők olyan 2D matériák, amelyekbe egyedi terveket programoztak, és azok alapján, a felhasználó kívánsága szerint alakulnak át 3D szerkezetekké.
A technika több szempontból is előnyös: méretezhető, egyedire alakítható, telepíthető, meglévő 3DP módszerekkel kompatibilis, kiegészítik egymást.
Eljárásukkal – és egy desktop 3D szkennerrel – sikeres nyomatokat készítettek, köztük egy autómodellt is. Az úttörő technológiában sok potenciális alkalmazás rejlik.
