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香港中文大學（中大）工程學院機械與自動化工程學系陳世祈教授及其團隊研發的「數碼全息納米3D打印機」（Nano-Builder），獲得有「創科界奧斯卡」之稱的全球R&D100年獎嘉許，被選為2018年度全球一百大創新發明之一。Nano-Builder能以秒速印製結構複雜、細如髮絲的精細組件，尤其適合高端納米科技、先進材料、微支架及藥物傳輸技術的研發需要。

3D打印技術，曾被譽為第三次工業革命的領跑者，可應用至航天、醫療、科研，以至娛樂消費等各個範疇。通過實現更快捷簡易的原型製作和製造流程，3D打印為各個行業開闢了新的可能性。然而，其在速度、解像度和靈活性方面仍存在著許多限制。Nano-Builder採用了革命性的數字全息雷射掃描及光束整形技術，能夠以高速（22.7 kHz）多焦點掃描，打破傳統3D打印機單焦點低精度的局限，並同時達到納米級別的打印精度。新技術可以在三維的空間中隨機掃描，不必由底部開始逐層掃描至頂部，超越了空間的制肘。

多個掃描焦點可以在相同速度下，移動至打印空間中的任何一點，即使沒有結構及材料的支撐，仍可打印出複雜的懸垂結構，精密細緻的微型成品。跟現有技術比較，過程毋須浪費額外的物料作支撐；而總打印時間與結構的固體體積成正比，跟複雜程度完全無關，大幅提升了打印的速度及精確度。陳世祈教授表示，快速而精細的Nano-Builder最有利於開發各類微小尺度的科研器件（如光子晶體、微納流體器件、仿真生物組織及支架、藥物傳輸工具等）用以協助研究人員製作複雜、精巧的組件，從而革新了納米科技、先進材料及醫療工具的相關技術。

另一大特點是其便捷的系統模組化設計及延伸性，Nano-Builder的成像模組可快速的替換，提供先進的雙光子顯微成像功能，應用於生物及醫學影像等範疇。在光遺傳學研究應用中，Nano-Builder能同時準確刺激生物大腦中多個神經元，而不傷害神經元周圍的結構，可用於長時間研究大腦神經迴路及特定功能，如小鼠或斑馬魚的嗅覺、視覺或認知功能，將3D隨機掃瞄的優點延伸至醫學或基礎生物研究工具。

是項嶄新的打印技術歷時四年孕育，研究團隊於早年獲得創新科技署的「大學科技初創企業資助計劃」支持，奠定穩健的基礎。隨後，由陳世祈教授及團隊創立的「多尺度精密儀器實驗室」（Multiscale Precision Instrumentation Laboratory）進駐中大「前期創業育成中心」（Pre-incubation Centre，Pi Centre），期間得到Pi Centre提供全面的資源及支援，包括創業顧問指導進程、培訓及工作坊、聯繫本地資深投資者及業界導師等，大幅提升了科研商品化的成功機會。 

有關R&D 100年獎

在剛過去的11月，於美國佛羅里達州奧蘭多公布的2018年度R&D 100年獎，Nano-Builder被選為全球一百大創新發明之一，肯定其國際認可的地位。具有56年歷史的R&D 100，是國際享負盛名的創新獎項，旨在表彰全球的研發先鋒及其科技革命理念。歷年來，R&D 100的獲獎單位包括財富500強公司、麻省理工學院（MIT）、美國太空總署（NASA）旗下的研究機構，以及美國能源部國家實驗室等；當中的創新發明包括寶麗來彩色即時成像膠片（1963）、噴墨打印機（1967）、彩色複印機（1968）、鋰電池（1971）、ATM自動櫃員機（1973）、LCD液晶顯示器（1980）、個人超級電腦（1987）、HDTV高清電視（1998），以及人工視網膜（2009）等。

3D打印技術比較

*mm=毫米、µm=微米、nm=納米