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香港中文大学（中大）工程学院机械与自动化工程学系陈世祈教授及其团队研发的「数码全息纳米3D打印机」（Nano-Builder），获得有「创科界奥斯卡」之称的全球R&D100年奖嘉许，被选为2018年度全球一百大创新发明之一。Nano-Builder能以秒速印制结构复杂、细如发丝的精细组件，尤其适合高端纳米科技、先进材料、微支架及药物传输技术的研发需要。

3D打印技术，曾被誉为第三次工业革命的领跑者，可应用至航天、医疗、科研，以至娱乐消费等各个范畴。通过实现更快捷简易的原型制作和制造流程，3D打印为各个行业开辟了新的可能性。然而，其在速度、解像度和灵活性方面仍存在著许多限制。Nano-Builder采用了革命性的数字全息雷射扫描及光束整形技术，能够以高速（22.7 kHz）多焦点扫描，打破传统3D打印机单焦点低精度的局限，并同时达到纳米级别的打印精度。新技术可以在三维的空间中随机扫描，不必由底部开始逐层扫描至顶部，超越了空间的制肘。

多个扫描焦点可以在相同速度下，移动至打印空间中的任何一点，即使没有结构及材料的支撑，仍可打印出复杂的悬垂结构，精密细致的微型成品。跟现有技术比较，过程毋须浪费额外的物料作支撑；而总打印时间与结构的固体体积成正比，跟复杂程度完全无关，大幅提升了打印的速度及精确度。陈世祈教授表示，快速而精细的Nano-Builder最有利于开发各类微小尺度的科研器件（如光子晶体、微纳流体器件、仿真生物组织及支架、药物传输工具等）用以协助研究人员制作复杂、精巧的组件，从而革新了纳米科技、先进材料及医疗工具的相关技术。

另一大特点是其便捷的系统模组化设计及延伸性，Nano-Builder的成像模组可快速的替换，提供先进的双光子显微成像功能，应用于生物及医学影像等范畴。在光遗传学研究应用中，Nano-Builder能同时准确刺激生物大脑中多个神经元，而不伤害神经元周围的结构，可用于长时间研究大脑神经回路及特定功能，如小鼠或斑马鱼的嗅觉、视觉或认知功能，将3D随机扫瞄的优点延伸至医学或基础生物研究工具。

是项崭新的打印技术历时四年孕育，研究团队于早年获得创新科技署的「大学科技初创企业资助计划」支持，奠定稳健的基础。随后，由陈世祈教授及团队创立的「多尺度精密仪器实验室」（Multiscale Precision Instrumentation Laboratory）进驻中大「前期创业育成中心」（Pre-incubation Centre，Pi Centre），期间得到Pi Centre提供全面的资源及支援，包括创业顾问指导进程、培训及工作坊、联系本地资深投资者及业界导师等，大幅提升了科研商品化的成功机会。 

有关R&D 100年奖

在刚过去的11月，于美国佛罗里达州奥兰多公布的2018年度R&D 100年奖，Nano-Builder被选为全球一百大创新发明之一，肯定其国际认可的地位。具有56年历史的R&D 100，是国际享负盛名的创新奖项，旨在表彰全球的研发先锋及其科技革命理念。历年来，R&D 100的获奖单位包括财富500强公司、麻省理工学院（MIT）、美国太空总署（NASA）旗下的研究机构，以及美国能源部国家实验室等；当中的创新发明包括宝丽来彩色即时成像胶片（1963）、喷墨打印机（1967）、彩色复印机（1968）、锂电池（1971）、ATM自动柜员机（1973）、LCD液晶显示器（1980）、个人超级电脑（1987）、HDTV高清电视（1998），以及人工视网膜（2009）等。

3D打印技术比较

*mm=毫米、µm=微米、nm=纳米