科大研微型列印機 打印壓電薄膜快百倍

香港文匯報訊（記者 姬文風）香港科技大學領導的研究團隊成功研發出一種微型列印機，其打印壓電薄膜的速度比現有技術快100倍。這項突破性技術可製造出麥克風、臨床超聲探頭的壓電元件，以及可以用作製造薄膜太陽能電池板等，有望降低如傳感器、可穿戴或植入式醫療儀器的成本。團隊分享這款微型列印機成本僅為6,000港元，是目前市場上成本最低的選擇之一，列印機已進入規模生產調試階段，正積極尋求潛在的商業合作夥伴，以進一步擴大市場影響力。

壓電元件包括納米顆粒、薄膜和微圖案，在傳感、驅動、催化和能量收集等領域有廣泛應用。然而，因要在不同基板材料上精確控制元件結構和特徵尺寸的過程依然複雜且困難，所以至今為止大規模生產這些壓電元件仍然具有挑戰性。

科大機械及航空航天工程學系副教授楊征保團隊最近開發了一種適用於壓電薄膜、微圖案和納米顆粒的超快多功能微型列印技術，為實現幾乎任何材料構成的3D零件的高速和大規模微製造，邁出了重要一步。

團隊利用自主設計的多刺倒傘狀列印噴頭和相連接的高壓電源，構建了3D微型列印機主體。當足夠強大的靜電場作用到噴頭時，墨水會從每個刺尖噴射出來，就像雷暴天氣積雨雲中的雨滴尖端噴射出帶電液滴流一樣。

打印過程幾乎無製造廢料

該列印機的打印速度比現有技術快百倍，並能像半導體光刻一樣高效地列印薄膜圖案，例如只需10分鐘，它就能在4英寸矽晶圓上製造出10微米厚的壓電薄膜，整個過程幾乎無製造廢料。

楊征保表示，團隊研發的微型列印機具有多種材料的列印能力，「包括功能陶瓷、金屬納米顆粒、絕緣聚合物和生物分子。同時，它還可以以目前已知的最快速度打印具有商業薄膜壓電性能的元件。這種全新且低成本的精密列印機將為科學界和工業界帶來許多啟示，推動更多技術的發現和突破。」

這項研究是由科大與城大合作完成，研究成果最近已在《自然·通訊》科學期刊發表。該列印機已進入規模生產調試階段，團隊成員正在將其與卷對卷系統集成，以適應大規模生產需求。