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前瞻技術脈動：先進材料與技術（202411）

關鍵字：3D列印；3D生物列印；Inkbit技術；視覺控制噴射；聚合物樹脂；物聯網；5G；多載波分工雙工(MDD)；快速傅立葉轉換(FFT)；多載波分割雙工(MDD)；物聯網；光纖雷射；無人機；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年5月10日
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圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202411）

科學家在實驗室培育的皮膚中使用3D列印製造了毛囊
美國壬色列理工學院研究團隊發表於《Science Advances》期刊的研究成果顯示，該團隊成功在實驗室培育的人類皮膚組織中使用3D列印製造了毛囊，為人類首次成功利用該技術生成毛囊。研究成果證明毛囊結構可透過3D生物列印以高度精確、可重複的方式創建，這對未來人工皮膚的製造來說是必要的技術。研究成果將對再生醫學和藥物測試產生重大影響，但因製造出的毛囊壽命僅有兩至三週，不足以支持毛髮的發育，距離實際運用仍需數年時間。
參考資料: Scientists 3D-print hair follicles in lab-grown skin. Science Daily, 2023/11/15.

Inkbit 3D列印技術可以在單一工作階段製作出材料組成複雜的物品
蘇黎世聯邦理工學院研究所和麻省理工學院的科學家合作開發新的3D列印技術「Inkbit技術」，能夠在單一工作階段中印出多材料的複雜物品，解決了不同固化速度所帶來的挑戰。傳統的3D列印機多以層層堆積物料的方式建造物體，但容易出現層次無法對齊的問題。更高級的3D噴墨列印機雖然能同時使用多種聚合物樹脂，但仍需利用紫外光固化並刮平層次間的瑕疵。Inkbit科技的創新3D列印系統能夠在單一工作階段中列印出多材料的複雜物品，解決了不同固化速度所帶來的挑戰。Inkbit系統則利用“視覺控制噴射”技術，採用高幀率相機和雷射光持續掃描列印物體表面，建構出精細的深度地圖。它在堆積每一層時，即時記錄下瑕疵並調整噴頭流量，實現層間平滑過渡，讓固化速度慢的樹脂有足夠時間硬化，最終成品無脊線。該技術展示了在單次連續列印中製造出高度複雜的機械手，包含模擬的骨骼、韌帶和肌腱，無需後續組裝。Inkbit公司現已接受商業客戶的列印工作。
參考資料:Inkbit tech 3D-prints complex multi-material items in a single session. NEW ATLAS, 2023/11/16.

滿足行動網路「物聯網」日益增長的需求的新技術
萊斯特大學電腦科學家開發了一種新技術，可以管理使用太赫茲頻率(THz)的多個用戶對行動網路的需求。英國行動電信網路的需求不斷增長，Mobile UK估計有2,500萬台設備連接到行動網絡，預計到2030 年這一數字將增至300億台。隨著「物聯網」的發展，越來越多的技術將競爭存取這些網路。這些系統存在嚴重影響通訊品質和效率的自干擾問題。為了應對這些挑戰，最近提出並研究了一種稱為多載波分割雙工(MDD)的技術，該技術僅依靠快速傅立葉轉換(FFT)，使得網路中的接收器在數位領域中幾乎沒有自干擾。該專案提出了一種新技術來優化子載波集的分配和存取點簇的數量，並提高不同網路中的通訊品質。該團隊在基於真實工業環境的模擬中測試了他們的技術，發現其性能優於現有技術。與其他最先進的技術相比，可以實現10% 的功耗降低。
參考資料: New tech for tackling increasing demand by 'internet of things' on mobile networks. TechXplore, 2023/11/20.

高功率光纖雷射將成為開創性技術
由University of South Australia、University of Adelaide及Yale University研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究指出，該團隊使用多模光纖，成功研發出一種新方法，可在提高光纖雷射功率的同時保持光束質量，以因應不對稱優勢，例如大量的廉價無人機透過數量上的優勢迅速消耗更昂貴、高科技的導彈資源。該技術可提高光纖雷射的功率三至九倍，且不會降低光束質量。高功率光纖雷射的優點在於極低的成本和迅速反應。這項技術的發展旨在應對低成本無人機的挑戰，同時也可在遠端感測等領域發揮作用。(1269字；圖1)
參考資料: High-power fiber lasers emerge as a pioneering technology. Science Daily, 2023/11/20.


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