中大創磁化編程新招 助力精準醫療科技

香港文匯報訊（記者 高鈺）香港中文大學機械與自動化工程學系教授張立帶領的研究團隊，成功研發磁性軟材料逆向編程技術，通過精準的磁化編程，讓不同材料可在磁場的驅動下建構成指定形狀的三維曲面，未來有望應用於資訊儲存、開發仿生軟體機器人，以及精準醫療科技的發展。研究成果已在國際期刊《自然合成》發表。

團隊發現，生物的軟組織可以自由改變為三維曲面形態，例如人的皮膚和肌肉會隨着環境及動作改變形狀。然而磁性相互作用結構複雜，對材料變形設計及組成的算法需求甚高，傳統算法需花費大量時間和資源進行磁性軟材料的模擬和模組設計，極具挑戰性。為了突破技術瓶頸，中大機械與自動化工程學系的張立及夏能博士，與哈爾濱工業大學（深圳）的金東東和馬星教授，及中國科學技術大學王柳教授合作，尋求技術突破。

有望製個人化醫療貼片

團隊先製備摻雜磁性顆粒的水凝膠材料，並開發光固化3D打印技術。在3D打印過程中，透過精確調節光源的強度分布，可以將磁性水凝膠暫時從二維轉變為三維，並通過施加脈衝磁場，將變形後的磁性軟材料磁化，形成各向異性的磁疇分布，使其能在外界磁場的驅動下呈現不同的三維形狀。專家還開發了一種光源設計算法，通過調節光源以精確控制磁性軟材料的打印，使打印後的材料在磁驅動下準確形成目標中的三維形狀。

此舉可大幅降低磁性軟材料編程的複雜性、提升精準度和效率。

張立表示，人體器官大多具有複雜的三維形貌，以消化道為例，其表面存在大量的褶皺結構，在進行如醫療貼片等標靶治療程序時會有困難。團隊研發的磁性軟材料逆向編程技術，有望按患者消化道的形態製作個人化醫療貼片，與受影響器官表面緊密貼合，提升治療效果。夏能補充指，研發成果更可應用在人臉複製、資訊儲存，及研發仿生軟體機器人，未來將把相關研究拓展在生物醫學領域的應用上。