受古建筑设计启发 南大新技术生产陶瓷微粒更快更精准 | 联合早报

受旧时代建筑的稳定结构启发，南洋理工大学研究员开发一种突破性技术，不仅能更高精准地生产陶瓷微粒，速度也是传统技术的10倍之快，未来或许也能用这技术生产生物分子等其他材料。

这项突破性微流控芯片（microfluidic chip）技术从构想到研发，用了约两年时间。微流控芯片是一种在微米尺度空间操控流体的技术，研究团队通过这个方式生产各种形状的陶瓷微粒。

要制造微流控芯片，研究团队先把塑料基板模压并切割成多个部件，每个部件都有企口（tongues and grooves），也就是一侧有凹槽，另一侧有凸榫，结合时可以精准对齐。

部件合在一起后会形成空心的管状模具，之后得用聚碳酸酯夹维持结构完整性。根据最终要取得的陶瓷微粒形状，部件的合成方式可以调整，以改变管状模具的空心形状。

制作微流控芯片的每个部件都有企口，也就是一侧有凹槽，另一侧有凸榫，结合时可以精准对齐。（南洋理工大学提供）

接着，在微流控芯片的空心注入特定的聚合物溶液和纳米陶瓷颗粒混合，之后通过加热和交联（crosslink）固化液体，就可制成理想的陶瓷微粒。

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新技术更精准 提高效益降低生产成本

目前，传统陶瓷微粒制造技术，如微机械加工（micromachining）和激光烧结（laser sintering），无法高效胜任大量生产微小且形状复杂的微粒子。相比之下，新技术不仅更精准，还可提升生产速度高达九倍之快，大大提高效益，也有助降低生产成本。

这项突破性微流控芯片十分细小。（南洋理工大学提供）

研究团队设计微流控芯片的灵感，源自古代建筑的榫卯（mortise and tenon）结构。这个精巧结构在公元前1000年的古代中国已问世，可以承受较大的荷载，甚至抵消地震的冲击，降低震动对结构的影响。

南大研究团队成员包括材料科学与工程学院教授赵南俊，他接受《联合早报》访问时说，古人通过榫卯结构，让建筑经历多年的风吹雨打仍屹立不倒，是非常巧妙的高精准工程技术。

通过观摩旧时代建筑的机构，赵南俊联想到以相同手法制造微流控芯片，高精准地生产微粒子。“我是工程师，要做的是生产数百万颗大小一致的粒子，精准度不容许任何偏差。”

他说，新技术展现如何利用微流控芯片准确制造陶瓷微粒，未来或许也能探讨如何用这项技术生产其他微粒子，用在医学等领域。“我们对这项技术的想象没有任何限制。”