4D打印是一种增材制造技术，它在传统3D打印技术的基础上添加了新的时间变量，赋予了打印材料随时间而动态变化的能力。4D打印被广泛用于生物医学、建筑、航空航天、汽车制造等领域，具有广泛的市场和应用潜力。实现4D打印要求应用智能材料，这些材料具备自修复、自适应和自组装的特性。然而，大多数食品材料并不具备这些特性，食品成分与外部作用之间复杂的相互作用机制为食品4D打印的可控化增加了难度。因此，实现食品材料对外部作用的受控反应是一项艰巨的挑战。
针对上述问题，杨鑫教授课题组详细论述了4D打印在食品领域的应用和前景。综述了实现4D食品打印的关键要素，包括印刷技术、数字模型、食品油墨和后处理。特别关注了食品油墨中不同组分的响应性，为实现食品材料的预期转变提供了深入见解。此外，为了确保4D食品打印成功实施，需要进一步优化和调整4D食品打印中的关键要素，包括调整打印参数、应用仿真模拟软件、优化食品油墨的可打印和4D转化特性、适度的后处理以及人工智能的运用。综述旨在促进4D打印在食品领域的创新，为个性化和可定制化功能性食品的制造铺平道路，同时希望在未来实现可持续、高效和智能化的食品生产。
相关成果以“4D food printing: Key factors and optimization strategies”为题发表在Trends in Food Science & Technology（IF=15.3）上（https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104380），2024级博士研究生王宁哲为第一作者，杨鑫教授为论文通讯作者。该研究获得国家自然科学基金等项目资助。
