（來源：MIT Technology Review）

一趟沃爾瑪之旅、一只德國牧羊犬、一臺便宜的一次性相機，這些看似普通的事物，卻激發了 Kurt Schroder 博士的無限靈感，催生出了他那些突破性的發明。

如今，他是半導體供應商 PulseForge 的首席技術官，被公認為“光子固化之父”，該技術現已發展成為數字化熱處理? (Digital Thermal Processing?) 領域；他在讀研究生期間就將脈沖功率概念應用于普通錘子，這使得錘子幾乎沒有振動，動量傳遞更大。該錘子授權給 8 家以上的制造商，銷售額超過 20 億美元；他在博士后研究期間，研發了世界上首個用于電磁炮彈丸的實時機載遙測系統。該系統在 15 特斯拉磁場中以 10 萬重力加速度運行，速度高達 2.5 公里/秒，堪稱電磁發射智能彈藥的先驅。

憑借在機械工程、電氣工程、化學工程、材料科學、輻射物理學和等離子體物理學領域的開創性發明，他在過去 35 年里不斷突破脈沖功率的極限。他擁有 36 項美國專利和 60 多項外國專利，其中大部分與 PulseForge 技術及其應用直接相關。

改造錘子：從日常工具中挖掘創新

盡管從小在農場長大，Schroder 一心向往物理學，并申請了麻省理工學院。盡管常規課程的學習讓他力不從心，但很快就在實驗操作課程上展現出過人的天賦，并找到了屬于自己的方向。

“我意識到，我還是想成為物理學家，不過或許得換個與眾不同的方向。”

在 Schroder 之前，錘子已成為司空常見的工具，幾百甚至上千年來都沒人想過重新設計它。“所有錘子的標簽上都寫著‘減震手柄’，可我試了試，根本沒效果。” 這也成為他研究的動力。

當時，Schroder 正在學習一門難度頗高的力學課程。其中一個 “特殊課題” 就是棒球棒。

由于一直被錘子的振動問題所困擾（揮棒擊球和用錘子一樣，都涉及揮動力學），Schroder 便閱讀了有關波士頓紅襪隊傳奇擊球手 Ted Williams 的書籍，還采訪了木匠，花了大量時間研究錘子，整天敲敲打打，以致于失去了部分聽力。

他開發了測量振動的測試方法，還制作了一款 “電子手套”，能讀取振動數據并上傳到計算機程序里。經過兩年的數據收集和分析，他發現大多數改進錘子的方法都是增加長度，而這也會讓錘子變重，不僅容易讓人疲勞，并可能加劇所謂的“錘肘”或外上髁炎，這是建筑工人常患的重復性壓力損傷疾病。

Schroder 發現，錘子上有個位置振動很小，就是大多數人自然握住手柄的地方。他想到，如果把手柄靠近握把部分的重量減輕，再填充泡沫，就能有效減輕沖擊力和振動。使用泡沫填充物后，他還能重新設計錘頭，這樣一來，不用增加重量，就能增加錘子的有效長度，讓動量傳遞提高約 15%。也就是說，他設計的錘子不僅能減少振動，敲起來還更省力、更有力

這些改進還降低了制造成本。如今，Schroder 的設計已應用到美國市面上大多數錘子上，用起來肘部更輕松，也讓制造商減少了因振動引發工傷而面臨的訴訟風險。

創新電路：從奇思妙想到產業變革

21 世紀初，Schroder 在一家名為 Nanotechnologies 的公司工作時，運用脈沖功率的概念合成了納米粒子。脈沖功率就是極其短暫、強烈的電流爆發，能在短時間內釋放出巨大的能量。

該公司的眾多項目之一就是開發一種電熱槍，最初用于軍事用途。這種槍能產生非常強烈的電弧放電，火花四濺，電流高達 10 萬安培。盡管該產品最終失敗了，但研究人員發現，如果他們在將射彈從槍管中取出后扣動扳機，脈沖電弧放電的高熱會腐蝕槍管內的銀電極，產生從裝置中射出的等離子體。當等離子體迅速冷卻時，這些被腐蝕或燒蝕的電極會與氣體發生反應形成納米顆粒。惰性氣體（如氦氣）會產生銀納米顆粒；活性氣體會形成化合物納米顆粒，如氧化銀。

于是，Schroder 和同事們干脆放棄了電熱槍項目，利用他在脈沖功率方面的專業知識，專注于用銀棒或鋁棒生產納米顆粒。他們發現，調整脈沖長度，從 1 毫秒增加到 2 毫秒甚至更長，就能改變納米顆粒的平均粒徑，滿足更多不同的應用需求。

彼時，納米顆粒的商業需求不足，很難將其轉化為現實，公司瀕臨破產。

大約 2001 年，Schroder 收養了一只 12 歲、身患重病的德國牧羊犬。“它膝蓋和肘部有直徑半英寸、深半英寸的膿包傷口，感染特別嚴重，站不起來。” 他一開始用給狗和馬專用的藥膏進行治療，但并未好轉。

于是，Schroder 將公司研發的銀納米粒子摻到藥膏里，涂在牧羊犬傷口上。結果，不到兩周，傷口就愈合了。如今，這種添加了納米粒子的藥膏已經獲得 FDA 批準，用于治療燒傷患者。

Schroder 最出名的是他在納米粒子領域的第二項發明，這源于他對印刷電子技術的奇思妙想。

“我在想，要是能改造噴墨打印機墨盒，加入金屬納米顆粒做成墨水，那得多酷啊！” 他說，“這樣就能在紙上打印出電線，做出世界上最便宜的電路。”

但問題來了，像紙張和塑料這些低成本基材，在將納米顆粒燒結、固化成納米線所需的高溫下很容易燃燒。而且，用來燒結的爐子通常體積大、速度慢，還特別耗能。

這時候，一次性相機發揮了大作用。

“我在沃爾格林買的第一臺相機，花了 7 美元。我把它改造了一下，讓它能持續閃光。”Schroder 設想，利用強烈的閃光只加熱黑色、容易吸光的納米顆粒，讓它們快速燒結成線狀，速度快到紙張或塑料基板都來不及熔化或變形。他解釋說，這個想法就是利用閃光的強度（也就是脈沖功率），以極少的能量在毫秒級時間內產生高功率脈沖。

他和同事最終把這個閃光技術概念拓展成了一個叫 PulseForge 的工業系統。這個系統能產生足夠熱的脈沖，將納米顆粒固化成導電線路，而且速度極快，襯底也能承受住高溫。

“有了這項閃光燈技術 —— 我叫它光子固化，我們能把溫度升到 400°C 左右。而且原本需要 10 分鐘甚至更久才能完成的工作，現在一毫秒就能搞定。這就取代了又大又耗能的工業加熱爐。”如今，他是 PulseForge 公司的首席技術官。這家公司提供的數字化熱處理系統，讓制造業變得更環保、更經濟，其技術用于制造當今大多數人擁有的消費電子產品。

https://www.technologyreview.com/2025/02/25/1111041/the-man-who-reinvented-the-hammer/