IBM近期宣布了一項(xiàng)創(chuàng)新突破，該公司已從美國(guó)專利商標(biāo)局成功獲取一項(xiàng)關(guān)于4D打印技術(shù)的專利。這項(xiàng)專利聚焦于利用4D打印智能材料實(shí)現(xiàn)微粒的高效運(yùn)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(yīng)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(fù)原始形狀的能力，正是這一特性使得研究人員能夠誘導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)，并應(yīng)用于傳統(tǒng)輸送方法難以觸及的微米級(jí)顆粒的傳輸。

在實(shí)際應(yīng)用中，用戶需預(yù)先設(shè)定輸送路徑及其環(huán)境條件，同時(shí)記錄待輸送物品的具體尺寸、形狀、重量及成分。隨后，一個(gè)先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法會(huì)根據(jù)這些信息，精確應(yīng)用適當(dāng)?shù)拇碳聿倏夭牧系囊苿?dòng)。這些刺激可能包括熱量或光線，它們能夠引發(fā)4D材料不同部分的響應(yīng)，從而產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。

IBM的這項(xiàng)技術(shù)不僅限于遵循用戶的初始設(shè)定，其內(nèi)置的機(jī)器學(xué)習(xí)監(jiān)控機(jī)制還能實(shí)時(shí)檢測(cè)4D打印智能材料在輸送過程中是否出現(xiàn)偏差或堵塞，確保整個(gè)過程在幾乎無需人工干預(yù)的情況下順利進(jìn)行。

專利文件進(jìn)一步揭示了這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)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(zhì)。這一特性使其在醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生和醫(yī)療技術(shù)人員可以運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，通過血液或胃腸道將藥物精確輸送到指定的細(xì)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(lǐng)半導(dǎo)體制造方法的新革命。

4D打印技術(shù)是在3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其核心在于所使用的打印材料能夠?qū)ν饨绱碳ぷ鞒龇磻?yīng)。研究人員正是利用這一特性，使材料能夠像單細(xì)胞生物通過細(xì)胞膜內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)那樣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)微粒的精確輸送。