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IBM解鎖4D打印新技能:智能材料運輸微粒,醫療工業應用前景廣

   發布時間:2025-03-11 21:54 作者:趙云飛

IBM近期宣布了一項創新突破,該公司已從美國專利商標局成功獲取一項關于4D打印技術的專利。這項專利聚焦于利用4D打印智能材料實現微粒的高效運輸。

該專利的核心在于使用一類特殊的智能材料,這些材料可以是形狀記憶合金,或是能夠響應溫度、光照、磁性及電流等外界刺激的聚合物。這些材料在變形后,具備恢復原始形狀的能力,正是這一特性使得研究人員能夠誘導其運動,并應用于傳統輸送方法難以觸及的微米級顆粒的傳輸。

在實際應用中,用戶需預先設定輸送路徑及其環境條件,同時記錄待輸送物品的具體尺寸、形狀、重量及成分。隨后,一個先進的機器學習算法會根據這些信息,精確應用適當的刺激來操控材料的移動。這些刺激可能包括熱量或光線,它們能夠引發4D材料不同部分的響應,從而產生相應的動作。

IBM的這項技術不僅限于遵循用戶的初始設定,其內置的機器學習監控機制還能實時檢測4D打印智能材料在輸送過程中是否出現偏差或堵塞,確保整個過程在幾乎無需人工干預的情況下順利進行。

專利文件進一步揭示了這項技術的廣泛應用潛力。它能夠輸送直徑在1至100微米之間的微顆粒,并且由于采用了多種控制方法,使其能夠穿越不同類型的介質。這一特性使其在醫療和工業領域具有巨大的應用前景。例如,在醫療領域,醫生和醫療技術人員可以運用這項技術,通過血液或胃腸道將藥物精確輸送到指定的細胞位置。它還可能為微型電子制造帶來新的突破,甚至可能引領半導體制造方法的新革命。

4D打印技術是在3D打印技術的基礎上發展起來的,其核心在于所使用的打印材料能夠對外界刺激作出反應。研究人員正是利用這一特性,使材料能夠像單細胞生物通過細胞膜內的化學反應那樣產生運動,從而實現微粒的精確輸送。

 
 
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