基于可逆失活自由基聚合（RDRP） 的3D 打印技术为制备具有“活性”的聚合物材料提供了有效手段。该类材料由于保留有活性位点，可进一步用于聚合后修饰及功能化，以制备多种多样的刺激响应性材料，目前正成为该领域的研究热点。然而，相较于商用体系，已有技术的打印速率通常较低，限制了其实际应用。同时，已报道工作主要基于RDRP方法，机理较为单一。近期，苏州大学朱健教授团队探索了基于阳离子可逆加成断裂链转移（RAFT）聚合的立体光刻蚀（SLA）3D打印（ACS Macro Lett. 2021, 10, 1315）以及阳离子/自由基RAFT聚合联用的数字光处理（DLP）3D打印（Macromolecules 2022, 55, 7181）。拓宽了活性3D打印的聚合机理及单体适用范围，为调控材料性能提供了丰富手段。相较于自由基RAFT聚合，阳离子RAFT聚合通常具有更快的聚合速率。在本文中，该研究团队考察了基于自由基促进的阳离子RAFT（RPC-RAFT）聚合的DLP 3D打印体系，实现了较为快速的打印速率（12.99 cm/h）。首先，作者设计了模型聚合来研究该方法的聚合行为，其机理如图一所示。商业可得的光引发剂（TPO）与二苯基碘鎓盐（DPI）被用于产生初始的阳离子引发种，随后聚合由一种二硫代氨基甲酸酯RAFT试剂（图3 B）通过阳离子RAFT过程调控。图1. 推测的聚合机理。如图2A所示，聚合呈现一级线性动力学，聚合物分子量与理论值吻合较好，分子量分布窄，符合活性聚合特征。图2. 在405 nm波长光源下IBVE的聚合动力学结果：A） 单体转化率半对数与聚合时间的关系曲线；B） 分子量（Mn）和分子量分布（Ɖ）与单体转化率的关系；C）IBVE聚合物的SEC曲线。随后研究团队详细研究了交联体系的聚合行为（图3），对双官能度单体二乙二醇二乙烯基醚（DDE），单官能度单体异丁基乙烯基醚（IBVE），RAFT试剂以及TPO/DPI引发体系不同配比进行了考察。结果显示没有IBVE时，聚合速率与单体最终转化率降低，这可能是由过高的交联密度导致。DDE与IBVE的比例在3:1到1:3之间变化时对聚合速率影响较小。进一步提高IBVE含量则会导致鎓盐析出。改变RAFT试剂的比例对聚合速率影响较小，这与传统的自由基RAFT聚合不同，可能是由于在阳离子RAFT聚合中不存在阻聚效应。图3. A）商用DLP 3D打印机模型示意图；B） 用于RPC-RAFT聚合3D打印的树脂配方； 聚合树脂在405 nm波长光源照射以及不同反应条件下单体的转化率与时间曲线：C） 不同光催化剂浓度；D）不同官能度乙烯基醚配比；E）不同RAFT试剂浓度。利用优化后的打印树脂与商业可得的DLP 3D打印机，研究团队成功打印出具有较好分辨率的物体（图4）。然而，打印速率最高为6.77 cm/h。当进一步优化打印条件提高速率时，由于IBVE相对较低的沸点（83 °C），释放的聚合热使树脂出现了沸腾现象。 图4. 具有不同形状的3D物体数字模型以及相应的3D打印实体模型。于是研究人员将低沸点的IBVE替换为高沸点（179.09 °C）的环己基乙烯基醚（CVE），成功将打印速率提升至12.99 cm/h，该速率为目前活性打印体系的最高值。在该打印条件下，成功打印出具有不同形成的三维物体（图5）。 图5. 具有不同形状的3D物体数字模型以及相应的3D打印实体模型。最终，研究人员通过荧光单体（TPE-a）的聚合后修饰证明了所打印物体的活性特征。如图6所示，在利用该树脂所打印的薄膜表面涂上荧光单体溶液并用打印机形成的图案光照射，随后洗去溶液。经过照射的部分由光引发RAFT聚合扩链成功实现了荧光单体的接枝，因此在紫外光下呈现出荧光图案（图6 F）。在对比实验中，打印的薄膜由不含RAFT试剂的树脂制备，经过相同操作后在紫外光下则无荧光图案（图6 D），证明了该方法所打印物体具有活性特征。 图6. A） DLP 3D打印机中进行3D打印物体后功能化修饰示意图；B）3D打印物体后功能化修饰机理图；C） 未经后功能化修饰的3D打印物体在可见光下的数字图像；D） 未经后功能化修饰的3D打印物体在紫外光下的数字图像；E） 经后功能化修饰的3D打印物体在可见光下的数字图像；F） 经后功能化修饰的3D打印物体在紫外光下的数字图像。该工作以“Fast Living 3D Printing via Free Radical Promoted Cationic RAFT Polymerization”为题发表在《Small》上 。论文第一作者是苏州大学在读博士生赵博文，通讯作者为苏州大学朱健教授和李佳佳博士后。该工作获得了国家自然科学基金，中国博士后科学基金以及江苏省优势学科基金的资助。后续工作敬请关注。原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202207637摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。

8月21日，摩方超高精密器件国际创新中心（上海摩方启赋科技有限公司）（以下简称：“摩方精密”）与杭州睿思纳德精密科技有限公司（以下简称：“睿思纳德”）战略合作签约仪式暨联合实验室揭牌仪式在上海举行。双方进一步强化战略合作关系，发挥自身优势，共同推动3D打印技术在质谱关键器件及耗材应用端的技术研发、产品设计和产业转化，联合组建“超高精密3D打印质谱仪关键器件及相关技术联合实验室”。睿思纳德将逐步建立基于摩方精密设备的国内首条超高精密3D打印中试生产线，加速形成批量化生产能力。通过双方合作，解决现有产品在传统生产工艺上的难点、卡点，结合产品对耐酸碱性、耐有机溶剂、耐高温等需求，共同开发适用于质谱前端系统组件的新材料、新结构及新工艺，逐步形成系统解决方案，完成质谱高值耗材及核心部件国产解决方案。同时，双方将对基于摩方精密提供的超高精密加工解决方案及共同研发的技术成果，所形成的产品或服务产生的销售收入、相关补助等收益进行共同分配，实现共同利益最大化。摩方精密、睿思纳德相关代表出席了本次活动，双方共同完成签约及揭牌仪式长期以来，我国在产业创新与先进制造业发展的过程中，一直面临着缺少国产高端分析仪器的困境。其中，质谱仪在芯片制造、医学诊断和环境污染物检测等领域中不可或缺。目前，我国质谱行业发展势头良好，但所需高端零部件及耗材仍高度依赖进口。摩方精密与睿思纳德将以此次合作为契机，进一步加强技术交流，依托摩方精密颠覆性加工能力，以及睿思纳德在质谱仪关键核心零部件领域的研发能力和产业化基础，建立联合实验室，集中优势资源，加强合作研发，推动超高精密3D打印质谱仪关键器件及相关技术革新，解决质谱仪关键零部件及高值耗材供应难题，逐步实现质谱仪全生命周期核心零部件及高值耗材的本土化生产。同时，基于对已有产品的迭代升级，以国内市场为切入点，进军国际质谱部件和耗材百亿市场。以质谱仪雾化器为例，作为高性能ICP质谱前端进样系统高值耗材，是发挥整机性能的关键组件，具有更换周期短、技术含量高、制造工艺复杂、单个产品价值高等特点，目前市场产品仍依靠手工制造，全球仅Glass expansion、Burgener和Meinhard等少数几家国外公司具备生产能力。睿思纳德通过应用摩方精密的超高精密3D打印技术，将现有传统手工制造升级为智能制造，双方不断优化设计和工艺，通过控制同心雾化结构、内部通道尺寸和载气出口尺寸，以提高雾化效率和单细胞液滴传输的稳定性，在缩短制造周期的同时实现批量生产，并可适配当前市场上国内外各种形式质谱仪。基于3D打印技术具备快速产品原型开发、批量特异化生产、降低生产成本等优势，睿思纳德根据合作企业应用需求，与摩方精密共同开发了雾化器全系列产品，并提出了免清洗“日抛型”、“周抛型”耗材的理念，更适合医疗检验、纳米颗粒样本检测等多种应用场景。目前已经过一系列联合测试工作，得到了合作企业的一致肯定。目前，睿思纳德的单细胞进样器及高值耗材雾化器、雾化室已完成商业化生产并实现销售，并与北京莱伯泰科仪器股份有限公司达成ODM/OEM合作协议；与杭州谱育科技发展有限公司达成战略合作协议；与岛津企业管理(中国)有限公司签订销售合同。睿思纳德已分别在北京莱伯泰科和美国安捷伦ICP-MS上进行了测试。结果表明：相较于竞品雾化器，睿思纳德与摩方精密合作开发的雾化器具有：①雾化效果良好；②测试样本信号强度稳定；③连续不间断测试中无杂质浸出等优势。莱伯泰科产品研发部和市场部负责人均表示，该系列雾化器填补了雾化器细分领域空白，具备强大的市场竞争力。关于重庆摩方精密科技股份有限公司：重庆摩方精密科技股份有限公司成立于2016年，依托前沿微纳3D打印技术，是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。摩方精密采用面投影微立体光刻（PμSL: Projection Micro Stereolithography）技术，该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，可应用于精密医疗器械、电子器件、微流控、微机械等众多工业及科研领域。摩方精密总部位于中国重庆，在中国深圳、美国波士顿、英国伦敦、德国法兰克福、日本东京均设有分支机构，目前拥有来自全球35个国家近2000家合作客户。关于杭州睿思纳德精密科技有限公司：杭州睿思纳德精密科技有限公司于2023年5月成立。依托中科院生态环境研究中心、国科大杭州高等研究院相关平台，共同推动产业转化，做好产学研用协同。以企业需求侧为导向，促进研发端落地。致力于解决质谱检测仪器核心零部件及高值耗材核心技术攻关，联动产业上下游，实现质谱高值耗材及核心部件定制解决方案，逐步提升国内质谱产业综合创新能力。公司通过全新技术理念，升级迭代现有国外产品，形成具有独立知识产权的全国产核心部件、耗材。

水凝胶材料在生物医学领域展现了广阔的应用前景，成为当前最受关注的生物材料。力学性能是材料的应用前提，然而水凝胶材料天生质弱，强度低、韧性差，成为限制其应用的瓶颈难题。多年来，国内外研究人员倾注大量的时间与精力，致力于攻克这一难题。可以说，在水凝胶领域，掌握了解决力学难题的核心技术，就拥有了开启应用之门的钥匙。特别是近几年，伴随着产业界对水凝胶材料的青睐，相关技术的临床转化俨然已进入白热化竞争阶段。然而时至今日，这一问题始终没有得到有效解决。尽管当前已有多种提升水凝胶力学性能的方法，例如双网络策略以及基于聚乙烯醇的结构优化策略，但这些方法无一例外涉及冗长制备流程或苛刻制备条件，限制了其临床转化应用。为了攻克上述难题，上海交通大学林秋宁研究员/朱麟勇教授课题组提出一种全新的、广泛适用的水凝胶交联技术。基于该技术，常规的水溶性高分子如聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、多糖等，仅需数秒光照即可形成既强（15.3 MPa）又韧（138.0 MJ m^-3）的水凝胶材料，几乎颠覆了水凝胶的制备与力学属性。更惊人的是，该水凝胶材料能够循环拉伸超过10万次，展示了无与伦比的回弹性与耐疲劳性，完全能够与非水体系的弹性体材料如橡胶、聚氨酯等相媲美。该技术的提出，意味着高强韧水凝胶材料的制备将从此变得轻而易举，赋予水凝胶生物医用广阔的想象空间。基于该技术突破，原本无法加工的高精密、复杂水凝胶器件（如支架、血管等），现皆可通过投影式光固化3D打印技术进行加工制造。相关成果以“Rapid fabrication of physically robust hydrogels”为题发表于Nature Materials。第一作者为上海交通大学鲍丙坤博士、曾庆梅博士、李凯博士，以及华东理工大学温建锋教授，通讯作者为上海交通大学林秋宁研究员和朱麟勇教授。该工作得到华东理工大学涂善东院士团队在模拟计算、浙江大学贺永教授团队在3D打印方面的支持与帮助。以聚乙二醇和透明质酸构筑的水凝胶为例，作者对该技术背后全新的“光偶联反应”原理进行了实验论证。在此过程中作者发现，该水凝胶形成了独特的微观结构：呈现力学有利的微观相分离；其中，聚乙二醇形成连续相，模量较低，透明质酸聚合形成分散相，模量较高；两相通过“光偶联反应”建立牢固界面，实现两相完整一体化。有趣的是，该微观结构无需人为精心设计或小心调控，在光照下数秒内即可自发形成。正是因为此，水凝胶的凝胶化过程异常快速且条件温和，具备临床易操作属性、契合生物安全性要求，从而奠定了该技术临床转化应用的基础。图1 水凝胶技术的交联反应原理该技术的一个优势在于，构筑的水凝胶材料不仅力学性能出色，而且其性能参数在很大范围内可按需调节。例如，选择合适配比，水凝胶材料展现优异的拉伸能力，能够拉伸屈服至原始长度的28倍。此时，水凝胶材料的韧性高达138.0 MJ m^-3，比高韧性水凝胶材料的代表——双网络水凝胶——高出近一个数量级。如此高的韧性表现，甚至超越大多数金属与非金属材料，如高强度钢、尼龙、合成橡胶以及木材等，可以与蛛丝比肩。当配比改变，水凝胶亦可转变为不屈服的高强度材料，强度高达15.3 MPa。该强度代表已报道共价网络水凝胶的最高水平。值得注意的是，无论在哪种配比下，该技术制备的水凝胶都能够兼顾强度与韧性性能，克服材料“强韧互斥”的普遍矛盾。图2 水凝胶材料的力学性能，时长为了阐明强/韧水凝胶设计的关键，从而形成普适性构筑方法，作者系统研究了水凝胶微观结构与力学性能之间的“构效关系”。通过水凝胶拉伸前后微观结构的对比与分析，作者发现了强韧水凝胶设计的决定性因素：两相界面。只有界面够强，分散相在受力过程中才能发生有效、充分的破裂，从而消耗足够多能量，赋予材料高韧性。有限元模拟计算的结果表明，材料在受力过程中，应力更容易在两相界面处集中。同样的道理，界面越强，能够支撑的集中应力越高，材料的强度就越高。作者进一步设计实验，减弱界面强度，“反向”证明界面在高强韧水凝胶设计中的决定性作用。考虑已报道的纳米复合水凝胶虽具备相分离结构，但无牢靠界面支撑，论文结论有望启示解决该类水凝胶力学问题的新方向。图3 水凝胶材料微观结构与力学性能的关联性最后，作者从水凝胶的制备时间、力学性能两个方面对新技术与现有水凝胶技术进行对比，展示新技术在水凝胶制备与力学性能方面无与伦比的综合优势。典型地，这些技术优势能够改变当前水凝胶3D打印现状，赋予打印器件更高的结构复杂性以及更高的打印精度。另外值得强调的是，除了水凝胶材料，该技术涉及的交联原理同样适用于非水材料体系，例如丙烯酸酯弹性体，在材料制备以及力学性能提升方面展现可移植的技术优势。图4 利用摩方精密nanoArch P140设备，基于面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术，充分验证了水凝胶技术的优势与典型应用。，时长值得一提的是，上海交通大学林秋宁研究员/朱麟勇教授团队就本论文提出的“光偶联反应”原创凝胶技术进行了完整的知识产权布局，从原料、制备、配方、产品及其临床应用进行全面保护，截止目前，共申请中国、PCT、美国、欧洲和日本等发明专利20项，已授权中国发明专利10项、美国发明专利3项、日本发明专利1项。基于此，团队开发了多款水凝胶墨水，可广泛应用于数字光处理（DLP）、挤出式等3D打印技术，用于加工制造高精度、复杂形状的水凝胶结构。同时，团队就该技术进行临床转化，当前已完成产品的工程化、安全性验证以及注册检验，定型了两款光固化医用胶产品，分别完成了多中心临床试验，并提交1项创新医疗器械申请。技术临床转化所依托的医疗科技公司已完成A轮融资。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/O__dgFUJ9WKBLRQvKlZ1Yg来源：高分子科学前沿

人们经常向往能够拥有魔法，以实现各种神奇的操作比如隔空操控、隔空取物，即在不主动触碰某个物体的情况下，用类似意念的超能力操控物体移动，多用于神话科幻电影或小说。正所谓，科技来源于想象，想象力是推动人类走向物种最顶端的原动力。而当科技发展到一定程度时，这种对于超能力的向往、对神奇操作的想象有时也会成为现实。2022年8月26日，国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications）报道了北京航空航天大学机械工程及自动化学院仿生机器人研究团队文力课题组在软体机器人交互控制领域取得的最新进展。 操作人员通过裸手不仅能够实现对具有大量自由度的软体机器人的非接触控制，而且可以完成各类复杂的操作。能够将复杂的软体机器人的运动控制变得大众可及，得益于北京航空航天大学研究团队最新提出的基于双模态智能传感界面的软体机器人非接触交互示教方法。在该研究中，基于研究团队所研发多模态柔性传感界面，示教者在不接触软体机器人、无任何穿戴设备的情况下利用裸手交互地示教软体机器人（如连续体软体臂），使其实现复杂三维运动。其主要原理是，利用“隔空”条件下交互界面与人手表面电荷产生的静电感应，将人手和软体机器人之间的距离信号转换为传感信号，进而“诱导”机器人的运动。这类基于多模态柔性感知的非接触的示教方法可以显著拓展人类与软体机器人的交互方式。该论文第一作者为北京航空航天大学机械工程及自动化学院博士研究生刘文博，朵有宁、刘嘉琦、袁菲阳为共同第一作者，文力教授为论文通讯作者。中国科学院北京纳米能源与系统研究所与清华大学计算机系为本研究的合作单位。瞄准领域痛点问题软体机器人是一种新型柔软机器人，能够适应各种非结构化环境。由于软体材料的自由度可以根据需求自由变化，因此软体机器人有着极高的灵活性，并且软体机器人与生俱来的高度适应性，使其在与人类互动方面同传统的刚性机器人相比更具安全优势，在生物工程、救灾救援、医疗领域有着很大的应用前景，受到越来越多的关注。然而，由于目前软件机器人在建模和编程方面存在一定挑战，使得非专业人员在使用软件机器人实现特定动作及执行特定任务时常常面临一些不容忽视的困难。交互式示教方法能够高效、灵活地引导软机器人实现对应的运动，这将有助于软体机器人在室内、生产线和其它非结构化环境中的应用。攻克两大研究挑战在传统刚性机器人上常用到的拖拽示教的方式，并不能很好地应用于软体机器人，其主要是由于软体机器人顺应性高、具有无限自由度的自身特性。因此，直接进行“拖拽”会使软体机器人产生很大的被动变形。如果想检测这些被动变形，则需要在软体机器人上布置大量传感器。在解决软体机器人示教交互问题上，目前面临着两大挑战。（1）一种柔性多模态智能传感器-能够在适应软体机器人大变形的前提下，对多种环境信息（距离、压力以及材质等）做出响应。（2）一种友好的无需编程的软体机器人示教系统-能够简单高效地将人的指令传递给软体机器人。挑战一：多模态柔性传感器由于操作人员在与软体机器人交互过程中可能产生多种信号，且传感器需适应软体机器人自身柔软的特性，因此用于人机交互的传感器应具有检测多模态信号、柔软可变形等特点。课题组基于摩擦纳米发电机原理和液态金属的压阻效应提出了一种能够对非接触信号和接触信号进行实时感知和解耦的柔性双模态智能传感器（flexible bimodal smart skin, FBSS）。该传感器结构上主要包括柔性介电层、柔性电极层、激励层、液态金属图案和封装层组成。该团队利用新型微立体面投影光刻技术(nanoArch S140，摩方精密)实现了柔性介电层表面微型金字塔模具的3D打印，该传感器自身具有较强的柔性和可拉伸性。图1. 接触/非接触柔性双模态智能传感器(FBSS)的设计与传感原理。(a)传感器将不同功能层堆叠在一起。包括柔性介电层(青色)、柔性电极层(灰色)、刺激层(浅黄色)、液态金属(黑色)和封装层(橙色)。(b)柔性介电层顶部微金字塔结构的电子显微镜图像。该金字塔型微结构一方面可以有效介电层的表面积，增加表面电荷量进而提高非接触传感的灵敏度；另一方面可以减少外力作用在液态金属腔道上的面积增加压强促进液态金属腔道变形，进而提高接触传感的灵敏度。(c)印刷在硅胶材料层上的液态金属材料的光学显微镜图像。(d) FBSS可被弯曲，展示了其柔性。(e)样机可被拉伸(最大拉伸率为58.4%)。(f)样机的接触/非接触传感机制：i)柔性介电层(灰色)和外部物体(红色)在接触几次后，由于电子亲和性不同，产生了等密度的负电荷和正电荷。ii)当外部物体接近柔性介电层时，自由电子被驱动并从大地流向柔性电极。iii)外部物体开始接触FBSS，电子转移量增加，液态金属电阻增加。iv)外部物体与FBSS完全接触，转移的电子数和液态金属的电阻都达到最大值。v)随着外界压力的释放，电子从柔性电极(灰色)回流到大地，液态金属的电阻减小。vi)随着外部物体(红色)与FBSS分离，回流电子增多，液态金属的电阻恢复到初始状态。研究团队对柔性双模态智能传感器进行了系统的实验测试，研究结果表明，该传感器可以灵敏地检测外界物体与传感之间的距离以及接触压力，并且能够实时解耦这两种模态。此外该传感器利用不同材质得失电子能力的差异性，还可以对接触物体的材质进行检测。最后，实验研究表明该传感器具有一定环境抗干扰能力以及良好的稳定性和耐久性。研究团队所提出的柔性双模态智能传感器可以有效地检测外部物体的接近和接触信息，比如高速下落的网球，在整个过程传感器可以实时感知和区分网球的接近和击中传感器的逐个阶段。此外，该传感器还可以检测一个羽毛的飘落过程：随着羽毛逐渐接近，传感器输出的非接触信号逐渐增加。该柔性双模态智能传感器还能够感知人手的接近和按压信号，无需在手上增加任何外接设备：研究人员将该传感器连接进入LED灯控制电路，利用人手的接近信号控制控制红色LED灯亮度，接触信号控制蓝色LED灯亮度。图2. FBSS接触和非接触传感特性的表征结果。(a, b)网球从FBSS上方落下(下落距离200mm)的高速相机图像和接触、非接触输出信号。(c, d)人手指按压FBSS时的场景和接触、非接触输出信号。当检测到的非接触信号超过一个阈值时，红色发光二极管点亮；当手指按压FBSS时，蓝色LED点亮。在此基础上，课题组人员尝试将多模态柔性传感器与一些简单的软体机器人结合，实现了软体机器人与环境、与人的初步交互。将柔性多模态智能传感器放置在一段软体驱动器末端，通过人手能够实现非接触地直接控制驱动器的弯曲和收缩。这给人一种魔法般的体验；将柔性多模态传感器与气动折纸结构软体手结合，即使软体手完全埋进沙子依旧能够感知附近玩具昆虫的接近信息，并对其进行精准地抓取；柔性多模态智能传感器与气动驱动软体手爪结合，亦可实现运动路径上目标物体的搜寻与抓取：随着软体手爪逐渐靠近目标物，传感器输出的非接触信号逐渐增加，当超过一定阈值时系统判定为软体抓手找到了目标物并进行抓取，抓取过程中传感器输出的接近信号开始逐渐增加，最终实现了对目标物体的成功抓捕。图3. 自驱动软体机器人被人和环境的非接触信号触发。气动三自由度软体机械臂被人手的接近信号触发实现(a)弯曲和(b)缩短。(c)装有FBSS的气动软体折纸机器人成功检测并抓住玩具昆虫。(d)一个装备有FBSS的软体抓手自主搜索、检测和抓取塑料圆柱体物体，(e)在这个过程中接触和非接触信号随时间变化的结果。挑战二：针对软体机器人的示教交互方式基于多模态柔性传感器，课题组针对10自由度（软体臂主体由9根波纹管式气动驱动器组成，末端有一气动软体手）气动软体机械臂提出了一种非接触示教交互方式：利用人手的接近信号进行非接触控制，软体机械臂运动的步长大小对应非接触信号的大小，人手的按压信号用于控制末端软体手的开合。无需额外的穿戴设备，操作人员通过裸手即可与软体机械臂进行交互。同时，为了实现对软体机器人复杂姿态的控制，研究团队另辟蹊径，提出了“变换传感器位置&示教”的方法。在传感器的背部以及软体机器人上放置小的圆形磁铁，利用磁力快速改变传感器在软体机器人上的位置，从而实现对软体机器人各个驱动段的位姿控制。为简单验证上述示教控制系统的可行性，课题组人员控制软体机械臂进行二维、三维空间物体抓取任务。其重复过程能够很好地对示教过程进行复现。这种示教方式能够有效地捕捉并抓取空间内高、中、低大范围内的目标物体。由于交互控制系统能够完整地记录示教交互过程的控制步长数据，操作人员可以对复现过程的速度进行控制，并且根据用户的需求做出相应的调节。此外，研究人员还在软体机械臂每一段末端和贴附传感器的弧形片上安装了小磁片，便于交互过程中传感器位置的切换。该方法通过简单、快速地更换传感器的位置，实现了对每一段的高效交互控制，最终实现了整个软体复杂位姿的简单控制。图4. 基于“传感器换位与示教”方法交互式示教软体机械臂实现复杂运动。FBSS I和FBSS II随时间变化的非接触和接触信号的归一化结果。每个图中的红色和蓝色箭头表示用户正在将FBSS从一个位置移动到另一个位置，以便与软体机械臂的不同位置进行交互。(a)示教者使用“传感器换位与示教”方法操纵软体臂实现二维空间运动。(b) 使用“传感器换位与示教”方法操纵软体臂实现复杂三维空间运动。除了简单的控制软体机器人完成空间物体的抓取任务以外，还可以与软体机器人进行无接触的互动教学，从而实现更加复杂、更具挑战性的任务。例如，将一根水彩笔安装软体臂末端，通过示教方式“教会”软体机械臂在迷宫中行走；通过示教方式操作软体机械臂进行咽拭子采样。为更好地展现软体机械臂的灵活性和示教交互方式的效果，课题组人员在软体机械臂和目标物之间放置一块障碍物，通过示教方式，“教会”软体机械臂越过障碍并成功抓取一朵花。图5. 交互式示教自驱动软机器人潜在应用的展示。(a)示教软体机械臂走迷宫的实验场景。(b, c)软体机械臂走迷宫实验中示教和复现的轨迹。(d)走迷宫实验示教过程中的信号曲线。咽拭子采集实验示教过程的(e)实验场景和(f)信号曲线。(g)交互式示教软体机械臂越过障碍物并成功抓取花朵。研究团队提出一种基于多模态柔性传感的软体机器人的“非接触示教”方法。基于所研发多模态柔性传感界面，示教者利用裸手可以无接触地、交互地示教软体机器人（如连续体软体臂），使其实现复杂三维运动。这类基于多模态柔性感知的非接触的示教方法可以扩展人类与软体机器人交互方式。这种简单、高效、友好的非接触交互示教方式，为软体机器人在非结构化环境中的交互控制提供了一种新的范式。图6. 软体机器人非接触交互示教概念图：人们通过非接触示教的方式轻松控制软体机器人在非结构化环境中作业。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32702-5

2023年8月19日，由重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称“摩方精密”）主办的“先进制造技术创新研讨会”在杭州顺利举行。本次研讨会是“先进制造技术创新研讨会”的第二站，自今年6月份武汉站首发开始，摩方精密陆续收到来自各地的客户反馈，均表示希望研讨会继续在全国范围推广。PuSL高精密3D打印此次相聚杭州西湖河畔，在领略“三面云山一面城”的独特景色同时，摩方精密更是搭建了一个高端交流的平台，旨在共同探讨先进制造领域的最新趋势和发展方向，交流心得和经验，携手各领域行业专家学者为推动先进制造技术创新和发展贡献力量，进一步激发灵感、拓展视野、共同进步。摩方精密市场总监邢羽翔作为主持人，对现场嘉宾的到来表示诚挚地欢迎及感谢，并表示希望通过此次研讨会，进一步加深交流互动，增进合作机会，共享科技创新成果。会议中，来自不同行业的专家学者齐聚一堂，并就各自领域深入开展报告分享。本次会议的主题报告嘉宾主要包括摩方精密副总裁周建林、国科大杭州高等研究院副研究员马明、中国科学院基础医学与肿瘤研究所特聘研究员常皓、浙江大学药学院博士张文韬、杭州莱恩瑟特医疗技术有限公司技术总监沈和良。他们围绕精密增材制造、消费电子、医疗器械、药物递送、微反应器等领域，全方位展示了各自最新的项目进展，并与会展开交流讨论，共同呈现了一场超高质量的先进制造技术盛宴。左右滑动查看更多摩方精密副总裁周建林作了题为《高精密微纳增材制造技术及其产业应用进展》的主题分享。他从增材制造的背景介绍出发，介绍了当前市面上一些主流的增材制造技术及市场规模，重点分享了摩方精密在微纳增材装备及终端产品的研发和制造能力。周总表示，利用PμSL技术（面投影微立体光刻技术）、跨尺度精密打印、滚刀涂层快速打印、软离型膜打印等原创技术，摩方设备在精密加工、医疗器械、消费电子、超材料、仿生学、微机械、生物医疗、微流控、新能源等领域可覆盖更多的应用场景。他还特别分享了摩方精密在终端产品应用的进展，并进一步表示未来还将继续拓宽行业领域，共创产业新发展。国科大杭州高等研究院副研究员马明分享了关于《纳米脂质体微反应器合成技术及智能制造装备产业化》的主题报告。他指出，团队自主开发的微反应器，兼具流体快速混合和耐压特性，可同时实现纳米脂质体等临床纳米药物体系的宏量合成和精确粒径调控，综合性能优于鱼骨结构微反应器和微射流技术等欧美技术，在透皮药物和化妆品递送领域具有广泛的应用前景。此外，他的团队所开发的纳米药物配方优化设备，能将纳米药物制剂研发效率显著提升在40倍以上，可有效促进产品更新迭代和定制化合成。中国科学院基础医学与肿瘤研究所特聘研究员常皓在《新型功能微针药物递送系统的设计与构建》主题报告中，对市场上现有微针进行概述，并着重介绍了常皓课题组首创的全新微针技术——冷冻微针，他指出该技术开启了微针在细胞治疗领域应用的全新时代，为细胞递送提供了便捷、安全、精准可控和微创的“药械合一”的理想平台。报告最后，常皓进一步分享了3D打印技术在设计与构建功能化微针方面的应用前景。浙江大学药学院博士张文韬分享了《3D打印辅助多功能微针设计》的报告。他介绍了自己的团队正致力于开发3D打印技术辅助多功能微针设计，探索3D打印模具后处理的标准化流程。他表示通过配合3D打印的精度和尺寸特性，结合不同疾病、组织结构及微针材料本身的特性，设计多形态微针能够实现可控制的药物释放体系。杭州莱恩瑟特医疗技术有限公司技术总监沈和良作了《超高精密3D打印赋能内窥镜研发创新》的演讲报告。他详细介绍了内窥镜技术发展历程，向与会嘉宾展示了内窥镜逆行性胰胆管造影术的原理和应用案例。他表示，采购摩方超高精密3D打印设备，用于2.6mm直径内窥镜的开发验证，替代模具(模具5万一次，有问题无法修复)，已经早收回设备投入成本，并极大加速了医疗器械产品研发的过程。本次研讨会涵盖了多个维度，重点关注了先进制造技术创新应用前景、实用案例、市场需求以及最新研发等方面。会议期间，现场专家学者纷纷向演讲嘉宾发起交流互动环节，针对不同行业的应用和创新案例，进行深入探讨，充分展示了高精密3D打印在赋能研发及产品开发方面的巨大潜力。通过“先进制造技术创新研讨会”这个交流、合作、共享的平台，摩方精密将携手更多的客户伙伴，深入剖析当前技术的发展现状和未来走向，从而为即将展开的研究和实际应用提供更具指导性和支持性的信息。与此同时，也将进一步促进微纳尺度先进增材制造技术的创新多元化发展。左右滑动查看更多摩方精密“先进制造技术创新研讨会”的旅程还将继续，下一站，我们成都见！

5G毫米波通讯技术的到来促使基站滤波器朝着小型化、轻量化、形状复杂化和低介电损耗化方向发展。为了兼顾滤波器尺寸和形状设计的需要，具有适中介电常数、超低介电损耗和近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷已经成为毫米波通讯的首选。其中具有优异微波介电性能(介电常数：14，品质因子：150,000GHz)的Mg2TiO4微波陶瓷成为最具有代表性的材料。然而由于微波陶瓷具有较高的硬度和脆性使得高性能高精度复杂形状的Mg2TiO4陶瓷的制备和加工面临极大的挑战。为了制备出高精度复杂形状的微波陶瓷器件，基于立体光刻的微型3D打印方法受到越来越广泛的关注。近期，中南大学刘绍军课题组和河北工业大学胡宁团队的程立金老师通过面投影微立体光刻技术(microArch S240，摩方精密)成功制备了高性能高精度的Mg2TiO4微波陶瓷，并澄清了加工参数（激光功率、曝光时间和铺层厚度）对加工精度和介电性能的影响，最终制备出加工误差为16微米和品质因子为142,000GHz的Mg2TiO4微波陶瓷。该制备方法成功解决了3D打印功能陶瓷的多重问题，例如成形样品精度差，密度低和介电性能较传统成形方法低等诸多问题。同时该研究为3D打印结构和功能陶瓷的商业化应用提供了理论基础。相关成果以“Influence of layer thickness on microstructure and dielectric properties of Mg2TiO4 microwave ceramics fabricated by vat photopolymerization”为题发表在《Additive Manufacturing》期刊上。 图1面投影微立体光刻技术示意图。团队成员使用面投影微立体光刻技术(microArch S240，摩方精密)制备高性能高精度无缺陷的Mg2TiO4微波陶瓷，装置如图1所示。当曝光功率为7.7 mW/cm2和曝光时间为0.8秒时，随着铺层厚度从20微米增加到50微米，打印样品的加工误差从31微米降低到12微米。这是由于随着铺层厚度的增加，来自粉末散射紫外光的能量和固液界面反射紫外光的能量逐渐减小，如图2所示。 图2功率密度和铺层厚度对样品加工误差的影响，(a)铺层厚度对加工误差影响机理示意图，(b)和(c)功率密度和铺层厚度对打印样品过固化宽度影响。打印样品在1550摄氏度条件下烧结4小时。烧结样品密度随着铺层厚度增加逐渐增加。当样品的铺层厚度为20微米和30微米时，在样品的侧面（平行于打印方向）发现许多呈线性排列的微孔，而当铺层厚度增加到40微米和50微米时，样品侧面的微孔不仅在数量上有所减少并且不再呈线性排列，如图3所示。这说明层间界面的微观结构与铺层厚度密切相关。同时孔隙的消除与烧结过程密切相关，在烧结中期层内孔隙逐渐向层间处偏移，同时层间处的小孔隙逐渐消失，大孔隙逐渐长大。在烧结末期，位于层间处的孔隙通过体积扩散机制不断减小。当铺层厚度从20微米增加到50微米时，叠层数量减少一半以上，导致位于层间处的孔隙缺陷的数量明显减少，孔隙的减少也会促进晶粒的生长。因此烧结样品的品质因子从123,000GHz增加到142,000GHz。 图3 在1550摄氏度烧结4小时的样品侧面（平行于打印方向）的微观结构。图4 铺层厚度为20微米的样品在不同烧结条件下侧面的微观结构,(a)1000摄氏度烧结1小时，(b)1150摄氏度烧结1小时，(c)1300摄氏度烧结1小时，(d)1450摄氏度烧结1小时，(e)1550摄氏度烧结4小时，(f)1600摄氏度烧结4小时。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103413

8月11日，2023第七届广州国际高端医疗器械展览会（高医展）在穗圆满落幕。此次展会以“创新高端·制胜未来”为主题，期间超350家高端品牌企业参展参会，全面展示了全球高端医疗器械最新产品、行业领先的器械研发技术与设计。PuSL高精密3D打印据悉，高医展同期举办了10+场高端活动论坛，众多医疗器械领域的专家和专业企业汇聚一堂，与会分享了最新行业政策动态，围绕前沿技术与医疗器械未来发展新趋势深入开展交流探讨，为高端医疗器械领域带来了一场精彩绝伦的视听盛宴。重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称：摩方精密）成功亮相高医展14.1馆302B展位，期间展出了系列自主研发的医疗应用端样件，吸引众多来自医院专家、行业学者、医疗企业人员等业界人士前来参观。摩方精密的展品不仅令观展者眼前一亮，更彰显了公司在医疗器械领域的技术实力与创新能力。左右滑动查看更多原创牵引，创新探索精密制造新机遇在这场思想与交流碰撞的盛会平台上，摩方精密带来了药物释放--血管支架、Octet truss点阵结构、倾斜微针结构、陶瓷/树脂内窥镜端座、心血管支架、微流控等样件展示，均采用摩方精密3D打印系统制备完成，其中运用了面投影微立体光刻（PμSL）技术，充分彰显了其在全球范围内领先的超高打印精度（2μm/10μm/25μm）以及高精度的加工公差控制能力（±10μm/ ±25μm/±50μm），这些特点也成为此次与会者共同关注和深入讨论的焦点。左右滑动查看更多PμSL技术是目前行业极少能实现超高打印精度、高公差加工能力的3D打印系统，通过使用高精度紫外光刻投影系统，将需打印模型分层投影至树脂液面，快速微立体成型，从数字模型直接加工三维复杂工业样件。该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，被认为是目前最具有前景的微尺度加工技术之一，广泛应用于医疗领域，为医院、科研机构的创新研发提供了有力支持，为保障人类健康与生命安全做出了积极贡献。目前，全球排名前10的医疗器械企业，均与摩方精密开展深度合作，并对摩方精密颠覆性的精密制造能力表示高度认可。创新驱动，深度链接医疗器械新产业8月10日下午，在中国医疗器械智能制造与设计论坛上，摩方精密市场部总监邢羽翔作了关于《高精密微纳增材技术及医疗行业应用进展》的主题报告。他详细介绍了增材制造行业发展历程，及现有精密微纳增材制造技术，并重点分享了摩方精密在医疗领域应用精密微纳增材制造技术的实用案例。这些案例涵盖了多个方面，包括解决精密听力健康样件加工成本高、精密内窥镜加工周期长等难题，并向与会嘉宾展示了摩方精密在推动精密眼科医疗器械、微创手术缝合器械的研发迭代成果，以及在研发与制造颠覆性的微针贴片、全球最薄的氧化锆陶瓷牙齿贴面等现阶段的创新进展。他表示，利用摩方精密的3D打印系统和服务进行前沿研究，能更好地帮助科研团队缩短研发周期，降低开模成本，有效解决精密制造加工难题。通过这次演讲报告，邢羽翔深入分享了摩方精密的微纳增材技术在医疗领域的价值和前景，强调指出了该技术应用范围的广泛性。这些创新案例不仅为医疗行业带来了实际的解决方案，而且推动了医疗器械领域的科技进步与创新。未来，摩方精密将持续深耕微纳3D打印技术在医疗领域的应用，致力于在终端产品领域取得更大的突破。通过不断的技术创新和实践探索，摩方精密将为医疗器械行业带来更多引领性的产品和解决方案，为行业的进步做出积极的贡献。在这个充满活力和机遇的领域，摩方精密将继续发挥其在精密制造能力的领先优势，为推动医疗器械行业的发展赋予新的动力。·推荐产品：备受瞩目的microArch® S240设备荣获全球光电科技领域最高奖——"棱镜奖（Prism Award）"，这款产品在高精度3D打印领域具备一系列引人注目的特点和优势：卓越的精度和加工公差: S240继承了第一代S140打印机在高精度方面的特点，具备惊人的10µm打印精度和±25µm的加工公差。这种卓越的精度确保了打印出的零部件的尺寸和形状准确无误。扩大的打印体积:为了更好地满足客户的需求，S240拥有更大的打印体积，达到100mm×100mm×75mm。这意味着可以制造更大尺寸的零部件，或者在同一次打印中实现更大规模的小部件产量。显著提升的打印速度:S240可以最高提升10倍以上的打印速度。这一巨大的速度提升意味着加工周期缩短，生产效率显著提高，为客户节省时间和成本。多样化的打印材料:该设备支持多种高粘度陶瓷浆料（≤20000cps），以及耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料的打印。这种多样性使得S240能够满足工业领域对产品耐用性和性能的高要求，同时也为科研领域开发新型材料提供了强大的技术支持。广泛的应用领域:由于其卓越的精度、扩大的打印体积和多材料兼容性，S240适用于各种应用领域。它可以用于制造精密结构件，满足客户在尺寸、性能和效率方面的多重需求，同时也为医疗、工业及科研等领域提供了创新的平台。全球认可的荣誉:荣获"棱镜奖"是对S240卓越性能和创新技术的认可，进一步证明了该产品在光电科技领域的卓越地位。综上，microArch® S240作为一款备受瞩目的高精度3D打印设备，在精度、速度、打印材料和应用领域等方面都取得了显著突破。无论是工业生产还是科研探索，S240都能够为客户提供出色的解决方案，推动材料加工领域的发展并促进创新的实现。

编辑切换为居中添加图片注释，不超过 140 字（可选）流体可控输运广泛存在于各种自然系统和实际工程中，在微流控、冷凝换热、抗结冰和界面减阻等领域具有广阔的应用前景。自从表/界面科学润湿性基础理论建立以来，国内外学者普遍认为，液体倾向于自发向系统能量降低的方向运动，其运动方向主要取决于表面结构特征和化学组成，与液体的性质无关。然而，液体能否决定其命运，在不改变表面结构和无能量输入的前提下实现运动方向的自主选择是长期以来困扰学者们的科学难题。近日，香港城市大学王钻开教授及其合作者借鉴南洋杉叶片多重悬臂结构特征，制备了仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面，通过建立3D固/液界面交互作用，实现流体运动方向的自主选择。该研究以“3D capillary ratchet-induced liquid directional steering”为题发表在国际顶级期刊Science上。大连理工大学冯诗乐副教授和香港城市大学朱平安助理教授为该论文共同第一作者，香港城市大学王钻开教授为该论文通讯作者。编辑切换为居中添加图片注释，不超过 140 字（可选）图1 南洋杉叶片及其仿生表面多悬臂结构特征。A 南洋杉叶片表面双重曲率结构特征，包括横向和纵向曲率。B仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面双重悬臂结构特征，单个锯齿厚度80 μm。要点：研究者借鉴南洋杉叶片结构特征，使用PμSL 3D打印技术（nanoArch® S140，摩方精密），设计并制备了由平行排列的具有横向和纵向曲率的双重悬臂结构的锯齿阵列组成的仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面、具有对称垂直平面叶片结构的表面、具有倾斜平面叶片结构的表面和具有平行沟槽结构的表面。3D打印技术所使用树脂为丙烯酸光敏树脂，固化紫外光波长为405 nm，能量密度、曝光时间、曝光分辨率、打印层厚分别30 mW/cm²，1 s，10 μm，10 μm。叶片间距p为750 μm，列间距w为1000 μm，叶片倾斜角度为15 – 90°，纵向和横向的曲率半径R1和R2分别为~400 μm和~650 μm。编辑切换为居中添加图片注释，不超过 140 字（可选）图2南洋杉叶片及仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体输运性能。A酒精（红色）和水（蓝色）在南洋杉叶片上的运动行为。其中，酒精沿着锯齿结构倾斜的方向运动，而水沿着相反的方向运动。B低表面能液体和高表面能液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面运动行为。要点：研究者发现，乙醇沿着南洋杉叶片表面锯齿结构倾斜的方向运动，而水沿着反方向运动，这种通过调控液体性质来控制其输运方向的现象尚未报道。受此启发，研究者研究了不同表面张力流体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面的输运性能。研究表明，该仿生功能表面展现出和南洋杉叶片相似的流体择向性能：低表面能流体沿着锯齿结构倾斜的方向运动，而高表面能流体沿着与锯齿结构倾斜相反的方向的运动。即使在长程输运和圆形表面上，流体依然保持良好的单向输运性能。编辑切换为居中添加图片注释，不超过 140 字（可选）图3 仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体自主择向机理。A/B低表面能液体和高表面能液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面的铺展行为。C横向曲率结构悬臂效应力学分析模型。D流体打破结构扎钉效应的临界状态。E纵向曲率结构悬臂效应力学分析模型。F流体自主择向现象和表面结构及流体表面张力的关系。要点：研究者观察发现，液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面铺展过程中，低表面能液体固/液界面展现自下而上的铺展模式，而高表面能液体展现自上而下的铺展模式。实际上，流体沿着特定方向的自发铺展需要满足两个临界条件：第一，流体能接触到相邻的锯齿结构；第二，流体前端受到的驱动力足够克服结构的扎钉效应。3D毛细锯齿结构的亚毫米尺度双重悬臂结构特征，能够调控不同表面张力流体两个临界条件的阈值，建立3D空间上非对称固/液界面相互作用，进而选择流体的铺展模式和铺展方向，实现液体运动方向的有效控制。这是仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体自主择向的本质。该论文合作者包括香港城市大学机械工程系郑焕玺、李加乾，大连理工大学机械工程学院詹海洋、陈琛、刘亚华教授，香港城市大学生物医学科学系姚希副教授和香港大学机械工程系王立秋教授。作者：冯诗乐论文链接: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg7552

近期，厦门大学吴德志教授、王凌云教授团队联合北京控制工程研究所的研究人员共同提出一种采用超弹性模型和赫兹接触模型进行对比的主动设计策略，以开发具有高度可定制灵敏度和线性度的柔性压力传感器。基于该传感器优越的机电性能，展示了其在生理信号识别方面的潜在应用。该设计策略将为下一代可穿戴设备等应用场景提供更多可定制的工作范围和线性灵敏度。相关研究成果已发表于Microsystems & Nanoengineering期刊。a）本研究开发的灵敏度和线性度可定制的传感器设计概念；b）基于微结构的传感器工作机理；c）基于面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术（光学精度10μm），实现多级突起主动设计触觉压力传感器在柔性电子产品中具有重要意义，具有多尺度层次特性的不规则微结构被动设计为实现有压连续变形提供了最佳解决方案。以往，已有研究人员将转印的自然界微结构模板（例如花粉粒或花瓣、人体皮肤、砂纸、kirigami图案）或MEMS制造的人工图案用于制造压阻式传感器的有源层。不过，这种被动设计策略缺乏基于基本接触原则或模型的合理优化设计，导致目标性能受限，使得在所需的工作范围内实现高度可定制的灵敏度和线性度仍然是一个关键挑战。为此，以主动而非被动的方法来定制微结构，有望从根本上解决这个问题，通过适当的理论计算，可以进一步明确微结构的形态和空间参数。该项工作中，研究人员基于敏感材料超弹性力学特性，提出一种新的微结构主动设计策略。与简单地在超弹性材料上应用赫兹接触可能导致弹性接触偏移不同，研究人员改进的接触理论模型可以参考相应的有限元分析（FEA）仿真更精确地预测变形参数，从而实现微型传感器的目标设计和性能实现。a）带有MWCNT/PDMS敏感薄膜的传感器示意图；b）柔性压力传感器的制造工艺：c）多级突起的3D表面扫描图像；d）具有不同灵敏度的灵敏度定制层SEM图像研究人员设计制备了三个传感器原型，这些传感器原型在预定的工作范围（约200 kPa）内表现出高度可定制的灵敏度（0.7、1.0和1.3 kPa⁻¹）和高线性度（R₂≈0.99），特别是在预定压力下具有明显的抗饱和补偿。此外，传感器原型还具有12.5/37.5 ms的快速响应/释放时间、35 Pa的微小检测限（LOD）以及超过10000次重复加载/卸载循环的良好可重复性。这种直接、主动的设计理念将赋能更多以需求为导向的应用场景（包括可定制的工作范围和线性灵敏度）。a–c）Δ I/I0与施加压力（范围为0~200 kPa）关系表明，基于超弹性机制的预制目标灵敏度分别为0.7、1.0和1.3 kPa⁻¹；d）半径为300 μm的均匀微结构传感器的灵敏度性能；e）检测限度；f）传感器的响应/释放时间；g）−2~2 V电压下的欧姆特性；h）10000次加载/卸载循环下的传感可重用性此外，研究人员成功展示了该柔性压力传感器在动态活动和手势识别方面的潜在应用，验证了通过这种主动的设计策略，可以灵活计算、预设计和制造具有所需灵敏度和线性度的柔性压力传感器。未来，基于该设计策略的柔性压力传感器有望通过机器学习成为人机交互的首选。a–b）下肢关节在不同运动时的生理信号变化；c）用于手势信号识别的传感器连接位置；d）五种测试手势；e）基于微结构的传感器在执行测试手势时记录的周期性电阻变化；f）由10倍机器学习得到的权重区分混淆矩阵，预测准确率>86.0%；g）二元交叉熵损失用于评估损失函数有效性，插图显示了快速算法收敛下的预测精度该研究获得国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、中央引导地方科技发展专项资金项目以及精密转动和传动机构长寿命技术北京市重点实验室的支持。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。来源：MEMS论文链接：https://doi.org/10.1038/s41378-022-00477-w

镓基液态金属（LM）由于其优异的金属导电性以及室温流动性特点，被认为在柔性电子领域具有广泛的应用前景。基于镓基LM材料，目前已成功开发出各类柔性电子器件，如可穿戴传感器、柔性电容器、柔性电感器以及柔性变阻器等。LM柔性器件的集成性和可靠性一直以来是该领域的研究热点，其中3D柔性电子被普遍认为是提高集成性的有效解决方案之一。然而，液态金属的流动性是一把双刃剑，虽然它为LM柔性器件提供了优异的可变形性，但同时给3D结构柔性电路的制备带来了巨大挑战。目前报道的3D打印、冷冻打印、通道填充等方法在复杂3D结构电路的制备、工艺成本以及功能性芯片的集成等方面仍存在不足。近期，哈尔滨工业大学（深圳）马星教授联合中科院深圳先进技术研究院刘志远研究员，提出了一种通过将镓基液态金属转变为固态并通过塑性变形制备复杂3D结构柔性导体的方法。作者基于金属材料的合金化及相关理论，着重考量材料的相变温度、机械强度和塑性加工性能，筛选出Ga-10In作为3D柔性电子制备的基础材料。固体Ga-10In的高塑性特点允许通过机械弯曲、缠绕等方式制备复杂3D结构导体，在熔点以下温度将3D导体与功能芯片连接并使用硅胶封装后，熔点以上温度加热(>22.7 °C)便可使Ga-10In熔化并恢复其流动性。此外由于过冷效应，Ga-10In导体可以在低于熔点的一定的温度范围内保持液态，保证了柔性电子器件的服役温度区间。为证明该方案的实用性，作者设计了具有超高灵敏度的3D应变传感器、由3D跳线导体构成的二极管 (LED) 阵列以及由3D螺旋结构的可穿戴传感器和多层柔性电路板组成的手指动作监测装置。相关工作以“Three-dimensional flexible electronics using solidified liquid metal with regulated plasticity”为题发表于电子领域权威期刊《Nature Electronics》，2019级博士生李国强同学为该论文第一作者。在本项研究中，由摩方精密25 μm精度的nanoArch P150设备3D打印的高精度模具，为制备2D应变传感电路和3D拱形跳线提供了精密支持。图1：基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子简介说明。(a) 液态的Ga-10In转变为固态的片状和棒状示意图；(b) 塑性变形能力对比；(c) Ga-10In低温拉伸性能；(d) Ga-10In相变性能测试；(e) 基于该方案制备的3D柔性电子。图2：Ga-In合金材料表征及性能测试。(a) 凝固态Ga-10In显微组织；(b) Ga-In合金中A6相体积分数于In元素含量的关系；(c) Ga-10In和Ga-15In显微组织表征；(d) Ga-10In拉伸样断口附近显微组织表征；(e) Ga-In合金力学性能测试；(f) 图(e)对应的屈服强度和延伸率；(g) Ga-In合金相变测试；(h) Ga-In合金熔点与In元素含量的关系。图3：2D应变传感器的电力性能测试及3D高灵敏度应变传感器设计。(a) 2D应变传感器电阻-应变关系；(b) 2D应变传感器平均GF值与应变的关系；(c) 2D应变传感器横向及纵向拉伸性能测试；(d) 3D应变传感器照片及其性能；(e) 3D应变传感器挤压位置的CT微观表征；(f) 与已报道LM应变传感器的灵敏度对比。 图4：Ga-10In 3D拱形导体及其LED柔性阵列应用。(a) 熔化前后拱形Ga-10In导体图像；(b) LED阵列示意图；(c) LED阵列电流-电压性能测试；(d) 控制装置和LED阵列电路图；(e) 控制系统和LED柔性阵列照片；(f) LED阵列动态弯曲图像。图5：3D结构的可穿戴手指动作监测柔性装置。(a) 装置示意图；(b) 3D柔性传感器及其变形性能；(c) 3D柔性传感器的手指动作传感测试；(d) 3D传感器疲劳性能测试；(e) 3D柔性电路板俯视图像；(f, g) 3D垂直电路图像；(h) 该柔性装置的手指动作测试。通过凝固态Ga-10In液态金属的塑性变形制备复杂结构3D柔性导体具有显著优势，但作者表示，该3D柔性电子制备方案目前在导电线径、柔性器件制备效率、以及自动化制造设备等方面仍存在限制。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41928-022-00914-8

近日，摩方精密与英国伯明翰大学宣布达成合作，将共同开展无源多波束天线制造的研究项目。该项合作旨在探索一种超高精度的天线制造方法，以满足5G和6G无线通信应用对高性能天线的需求，并为下一代通信技术的发展做出重要贡献。无源多波束天线在5G和6G通信中具有巨大的潜力，但天线复杂的透镜结构，对加工精度和公差要求十分严格。利用传统制造技术制作天线，虽然可行，但通常复杂耗时，且需要使用昂贵的设备。因此，为实现高精度、低公差、高效率、低成本的天线制造，伯明翰大学王毅教授团队正在寻找一种全新的解决方案。从天线的结构来看，其包含一个表面波Luneberg透镜和一个由九个馈点波导组成的阵列。由于每个波导都包含与透镜一起制作的波导槽，需要通过3D打印机和CNC盖板加工共同完成制造。利用3D打印技术，设计师能够在不增加制造复杂性的前提下，灵活且自由地调整波导制造。摩方精密的nanoArch S140采用面投影微立体光刻（PμSL）技术，是具备超高打印精度的3D打印系统，可以高效实现透镜结构和馈电波导的打印制造。PμSL技术利用高精度紫外光刻投影系统，将需打印模型分层投影至树脂液面，实现快速微立体成型。该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，被认为是目前最具前景的微尺度加工技术之一。利用摩方精密的nanoArch S140，可支持14mm × 14mm × 1.6mm尺寸的天线制造，并将公差控制在±5µm。从天线的属性来看，为了赋予天线必要的导电性，可以利用磁控溅射表面镀金工艺，在3D打印的透镜结构上涂覆一层金涂层，实现多波束天线的金属结构制造。金属电镀3D打印是一种经济高效的制造方法，可用于需要金属表面或导电性的生产零件。  3D打印多波束天线          金属电镀3D打印多波束天线经过测量不同端口的辐射模式和反射系数后，伯明翰大学王毅教授团队成功地演示了 355 GHz表面波金属Luneberg透镜多波束天线。期间，摩方精密的先进制造技术和设备，为该研究项目提供了重要支持。伯明翰大学的王毅教授表示，摩方精密的超高精度3D打印机具备微米级的精度、厘米级的构建体积，拥有较高的跨尺度打印能力，为团队研究提供了强大的工具支持，并以创新的方式制作了高度复杂的毫米波和亚太赫兹波导器件，这是其他铣削或微加工技术无法实现的。王毅教授团队实验的成功，充分证明了高精度3D打印制造亚太赫兹金属多波束天线的可行性。同时也印证了，与传统制造技术相比，3D打印多波束天线在灵活性、速度和成本效益方面具有显著优势。摩方精密与伯明翰大学在无源多波束天线制造领域的共同努力，将为通信技术的未来发展做出重要贡献。未来，双方将继续密切合作，共同推动无线通信技术的创新，为用户带来更加便捷、高效的通信体验，并为物联网、智能城市等领域的发展带来新的机遇。关于摩方精密重庆摩方精密科技股份有限公司成立于2016年，依托前沿微纳3D打印技术，是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。摩方精密采用面投影微立体光刻（PμSL: Projection Micro Stereolithography）技术，该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，可应用于精密医疗器械、电子器件、微流控、微机械等众多工业及科研领域。目前，摩方精密总部位于中国重庆，在中国深圳、美国波士顿、英国伦敦、德国法兰克福、日本东京均设有分支机构，拥有来自全球35个国家近2000家合作客户。关于伯明翰大学伯明翰大学（University of Birmingham），简称“伯大”，世界百强名校，始建于1825年，坐落于英国第二大城市伯明翰，英国“红砖大学”之一，于1900年获英国维多利亚女王授予的皇家特许状，致力于推动知识的创新和发展。该校在纳米技术、通讯工程、生物医疗等科研领域拥有卓越的声誉，为学生提供全面的教育和研究机会。

随着科学的发展和技术的进步，传统的材料和结构已经不能完全满足人类社会发展的要求，在医疗、制造等高科技产业中体现得尤为明显。以组织支架为例，其结构技术正在从“性能主导”向“功能主导”转变，兼具承载和多功能特点的组织支架越来越受到重视。这种支架表现出明显的多约束、多尺度、多材料特性，使得结构的创新性和复杂性急剧增加。与医学技术中使用的传统材料相比，形状记忆聚合物及其复合材料具有形状可展开、形状可回复和形状自适应等独特的功能特性，在满足新型外科和医疗器械对材料特殊性能的需求方面发挥着重要作用。随着对复杂结构、个性化植入设备、高精度医疗设备的需求不断增加，形状记忆聚合物和4D打印技术有望突破生物医学领域智能材料和结构的技术壁垒，成为未来各学科合作的新纽带。形状记忆聚合物和4D打印技术的发展彻底改变了组织支架的设计方法，制备的组织支架可以随着时间在环境的相应刺激下进行调整，为制造复杂的多层次结构在组织工程的应用方面提供了巨大的潜力。但目前基于形状记忆聚合物和4D打印技术的可植入医疗器件的材料开发、结构设计和评价策略一般都是经验且孤立的，缺乏指导该种器件设计及制备的整体框架。哈尔滨工业大学冷劲松院士课题组近日在《Advanced Healthcare Materials》上发表题为“Research Progress of Shape Memory Polymer and 4D Printing in Biomedical Application”的文章，全文约2.2万字，包括6大章节，14个小节，280余篇参考文献，论文的第一作者哈尔滨工业大学助理教授赵伟，哈尔滨工业大学冷劲松院士和刘彦菊教授为共同通讯作者，博士生岳成斌和刘立武教授为共同作者。该研究工作得到了国家自然科学基金大力支持。论文总结归纳了形状记忆聚合物及4D打印技术在生物医学领域的最新研究进展，从驱动方法、骨组织支架、腔道支架以及其他领域四个维度全面且系统地总结了形状记忆聚合物及4D打印技术在生物医学领域的最新成果，并从多角度、多维度、多层次探讨了现有的基于形状记忆聚合物及4D打印技术制备的组织支架在生物医学领域应用过程中的挑战与局限，提出可植入医疗器件向着可微创植入、高功能性、可个性化定制的方向发展的未来设想，并以具备优异性能的材料开发为基础，以力学设计为保障两个关键环节建立完整的科学框架，深入探讨了未来形状记忆聚合物及4D打印技术在生物医学领域的发展趋势，极大地推动了其在生物医疗等重点战略领域的高速发展！如图1所示为形状记忆聚合物及4D打印技术在生物医学领域的应用。图1 基于形状记忆聚合物及4D打印技术的生物医学领域应用· 形状记忆聚合物驱动方法方面，论文从分子结构的角度概述了形状记忆聚合物的形状记忆效应的机理，全面地归纳了适用于生物医学领域的驱动方法，高度总结了各驱动方法的实现机制，并对比了其优缺点，为针对不同的生物应用器件的研发及体内展开策略提供了重要的指导意义，同时推动了形状记忆聚合物的驱动方式向着安全性、可靠性、便捷性不断探索与前进。· 骨组织支架应用方面，论文总结和讨论了骨组织支架的发展历史，以及目前骨组织支架的类型和应用情况，随后概述了基于形状记忆聚合物及其4D打印骨组织支架的研究进展，并对比了各类制备技术的优缺点。不仅为下一代具有可微创植入、自适应、可个性化定制的骨组织支架提供了重要的设计策略，而且极大地推动了基于形状记忆聚合物及4D打印技术的骨组织支架向着高可靠性、高效率、高功能性的方向快速发展。图2基于形状记忆聚合物及4D打印技术的骨组织支架。图2 基于形状记忆聚合物及4D打印技术的骨组织支架· 腔道支架应用方面，论文总结并归纳了腔道支架的发展历史（图3和图4），全面归纳了目前各类支架的优缺点以及腔道支架目前面临的挑战。随后重点描述了目前基于形状记忆聚合物及4D打印腔道支架的应用情况，并概述了各类支架通过微创手术植入体内之后的展开方法。通过支架各种性能的对比，不仅为下一代腔道支架的设计与研制建立了重要的桥梁，而且为基于形状记忆聚合物及4D打印技术的骨组织支架向着高柔韧性、高空间适用性和易植入等方向的发展提供了重要参考。图5基于形状记忆聚合物及4D打印技术的管腔支架。图3 气管支架发展历史图4 血管支架发展历史图5 基于形状记忆聚合物及4D打印技术的管腔支架· 其他生物医学领域应用方面，论文总结并归纳了形状记忆聚合物及4D打印技术在其他生物医学领域的应用，包括骨折固定装置、药物释放装置、血管栓塞系统、心脏补片以及封堵装置等。形状记忆聚合物及4D打印技术为可植入器件的开发提供了先进的设计理念以及灵活的制备方案，并极大地降低了生物医疗器件的开发成本。形状记忆聚合物及4D打印技术为可植入生物医学器件的发展带来颠覆性变革和机遇。冷劲松院士团队长期从事于智能结构力学及其应用研究。在航天领域，研制了基于形状记忆聚合物复合材料的可展开铰链、桁架、重力梯度杆、天线、太阳能电池、离轨帆、锁紧释放机构等智能结构 (Sci. China. Technol. Sc., 2020, 63, 1436–1451; Smart Mater. Struct., 2022, 31, 025021; Compos. Struct., 2022, 280, 114918; AIAA J., 2021, 59, 2200-2213; Compos. Struct., 2022, 290, 115513; Compos. Struct., 2020, 232, 111561; Compos. Struct., 2019, 223, 110936.)，可应用于各种卫星平台、空间站、探月工程、深空探测工程等。设计制备了构型、力学性能可调节、可重构的拉胀力学超材料和像素力学超材料 (Adv. Funct. Mater., 2020, 30, 2004226; Adv. Funct. Mater., 2022, 32, 2107795)。在生物领域，基于形状记忆聚合物等智能材料开发了多种智能生物支架和人工假体 (Biomaterials, 2022, 291, 121886; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14, 42568-42577; Compos. Sci. Technol. 2019, 184,107866; Compos. Sci. Technol. 2021, 203, 108563; Compos. Sci. Technol. 2022, 209, 109671; Adv. Healthc. Mater. 2022, 22019975; Compos. Part A-Appl. S., 2019, 125, 105571; Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1906569; Adv. Healthc. Mater. 2022, 22019975)。冷劲松教授团队自主设计并研制的基于形状记忆聚合物的中国国旗锁紧展开机构，于2021年5月在天问一号上成功展开，使我国成为世界上首个将基于形状记忆聚合物复合材料的智能结构应用于深空探测工程的国家 (Smart Mater. Struct., 2022, 31, 115008)。论文链接：https://doi.org/10.1002/adhm.202201975来源：高分子科学前沿摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。

为培育高端医疗器械产业，全面提升医疗器械智能制造技术与设计水平。由中国医疗器械行业协会、上海江云会展有限公司、集众拓（上海）展览服务有限公司主办的2023第七届广州国际医疗器械设计与制造技术展（MDDE，简称高医展)，将于2023年8月9-11日在广州·中国进出口商品交易会展馆C区隆重举办。届时，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称：摩方精密）将携多款自主研发的医疗应用端样件，在展会现场（展位信息：14.1馆302B）重磅亮相，我们也为大家准备了丰富的神秘大奖，期待您莅临展位参观!摩方精密展位摩方精密展位：14.1馆302B展位本届高医展以“创新高端·制胜未来”为主题，意在通过品质高端，制胜医疗未来。此次展品覆盖了国内外高端医疗器械主流品牌，特设医学影像及其他诊断设备、医疗器械、体外诊断产品、医疗制造及设计等七大品牌展区。同期还将举办10+场高端活动论坛，以及“365天永不落幕”的云上高医展，备受政府和全球行业协会的关注和支持。作为高精密增材制造领域的领军企业，摩方精密已和众多全球知名企业开展业务合作，包括GE医疗、美国强生等，产品广泛应用在精密医疗器械领域。摩方精密市场部总监邢羽翔将于8月10日下午13:50-14:10，在中国医疗器械智能制造与设计论坛上作主题报告。欢迎各位业界人士莅临现场，与摩方精密共同探讨高精密微纳增材技术及其在医疗行业应用，为行业的发展和创新共享我们的智慧与经验。主题报告时间：8月10日13:50-14:10地点：14.1馆中国医疗器械智能制造与设计论坛(MDDE)报告人：摩方精密市场部总监邢羽翔报告主题：《高精密微纳增材技术及医疗行业应用进展》展会信息展出时间：2023年8月9日（星期三） 09:00-16:302023年8月10日（星期四） 09:00-16:302023年8月11日（星期五） 09:00-14:00展馆地址：广州·中国进出口商品交易会展馆C区交通信息：广东省广州市海珠区阅江中路380号

可穿戴电子系统的快速发展需要一种可从环境中获取能量且无需频繁充电的可持续能源。压电聚合物薄膜具有柔性、良好的压电性以及由于其固有的极化而不受环境影响的稳定性能，是制造压电纳米发电机（PENG）以从环境中获取机械能的理想候选材料。然而，由于分子极化和不可拉伸性，它们的应用大多局限于基于3-3方向压电效应的受压模式能量收集。近日，新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University）、以色列耶路撒冷希伯来大学（The Hebrew University of Jerusalem）等机构的研究人员在Advanced Energy Materials期刊上发表了题为“3D Printed Auxetic Structure-Assisted Piezoelectric Energy Harvesting and Sensing”的论文。在这项研究工作中，通过在基于聚合物薄膜的PENG上3D打印负泊松比（auxetic）结构，PENG的弯曲变形可以转化为控制良好的面内拉伸变形，从而实现3-1方向的压电效应。负泊松比结构的synclastic效应首次被应用于柔性能量收集装置，使之前尚未开发的薄膜弯曲变形成为一种有价值的能量收集装置，并将PENG的弯曲输出电压提高到8.3倍。研究人员将负泊松比结构辅助的PENG安装在人体的不同关节和软体机器人手指上，以演示其感知弯曲角度并监测运动的功能。在力学超构材料（metamaterials）中，负泊松比结构是应用最广泛的结构设计，它可以实现天然材料中罕见的负泊松比。所有的负泊松比结构在柔性电子器件中的应用都是利用其平面负泊松比特性，而负泊松比结构在离面弯曲中的独特特性，即synclastic效应，尚未得到充分利用。Synclastic效应是通过在负泊松比材料弯曲时形成圆顶形的双曲面而产生的（图1a）。另一方面，均匀材料在弯曲作用下倾向于形成单一的曲面，而具有六边形蜂窝结构的材料倾向于形成马鞍形表面（图1b）。图1 synclastic和anticlastic效应及auxetic-PENG器件的结构示意图在这项研究中，利用负泊松比结构的synclastic效应，通过数字光处理（DLP）3D打印负泊松比结构，研究人员开发了一种可以在弯曲下以3-1模式发电的薄膜PENG（图1c）。这种前所未有的方法使auxetic-PENG能够在弯曲模式下获取能量，而典型的基于压电聚合物的薄膜PENG中是无法实现的。独特的负泊松比结构还能精确控制拉伸应变，而不会产生任何过度拉伸。它可以作为监测人体运动的弯曲运动传感器。Auxetic-PENG的结构（图1d）由底部电极、压电材料、顶部电极和负泊松比结构四层组成。打印的负泊松比结构将引导压电器件在弯曲作用下的面内拉伸变形。为了通过实验研究auxetic-PENG的synclastic效应引起的弯曲模式能量收集，研究人员将样品以悬臂弯曲方式弯曲，其中一端被固紧，另一端用线性电机以5 mm位移（样品上的曲率为17 mm）推动，测得产生的电压为≈ 1 V（图2a，红线）。然后负泊松比结构被剥离，研究人员对没有负泊松比结构的M-BTO/P(VDF-TrFE)薄膜进行同样的测量，得到输出电压≈ 0.12 V（图2a，蓝色），比auxetic-PENG小0.88 V。为了找到器件的最佳工作状态，将1 kΩ至1 GΩ的负载电阻与PENG并联，然后在5 mm弯曲位移（17 mm曲率）和1.5 Hz频率下测试输出电压和电流密度，如图2c所示。输出电压随负载电阻的增大而减小，输出电流密度随负载电阻的增大而增大。最大瞬时输出功率密度由输出电压与输出电流密度相乘得到，如图2d所示。研究人员还对auxetic-PENG的传感特性进行了研究，结果表明，输出电压与弯曲位移成正比，与弯曲曲率成二次关系（图2e）。输出电压和曲率之间的可预测关系表明它有成为传感器的潜力。图2 auxetic-PENG的弯曲模式能量收集的实验研究由于压电薄膜上的面内拉伸应变是由附着的负泊松比结构的synclastic效应引起的，因此负泊松比结构的形状因子会影响压电薄膜上的面内应变的大小。为了研究负泊松比结构尺寸对压电薄膜面内应变的影响，研究人员进行了仿真和实验研究，结果如图3所示。图3 仿真和实验结果为了演示auxetic-PENG的可能应用，在用桥式整流器整流后，负泊松比M-BTO/P(VDF-TrFE)样品通过弯曲（5 mm位移，1.5 Hz频率）为1 µF电容器供电（图4a）。电容器在32秒内充满电，显示了auxetic-PENG的能量收集功能。auxetic-PENG被安装在柜门的外表面上，以演示作为可弯曲传感器从门打开/关闭运动中收集能量，如图4b-4d所示。auxetic-PENG还具有风能收集的潜力，如图4e、4f所示。利用auxetic-PENG的柔性和灵敏度，将其安装在人体关节内侧，可以感知人体的弯曲运动，从而成为一种自供电的生理监测传感器（图4g）。由于其输出稳定性、通过synclastic效应的弯曲信号放大、轻质、柔顺性和自供电特性，使其与摩擦电、压阻和电容传感器区别开来，auxetic-PENG也可以作为软体机器人弯曲传感器的一种有前途的选择，如图4h、4i所示。图4 auxetic-PENG的应用演示综上所述，本研究开发了一种基于表面改性压电陶瓷钛酸钡纳米粒子（BTO NP）和P(VDF-TrFE)复合材料的负泊松比结构辅助压电纳米发电机（PENG）和传感器。与未改性的BTO-NP/P(VDF-TrFE)的复合材料相比，甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯（TMSPM）改性BTO NP提高了复合材料的压电性、铁电性和介电常数，这是由于改性粒子在P(VDF-TrFE)基体中的分布更加均匀，增强了对BTO NP的力传递。研究人员首次利用负泊松比结构的synclastic效应，实现了具有3-1方向压电效应的弯曲能量收集模式，而这在典型的非拉伸压电聚合物薄膜能量收集器上是无法实现的。研究人员通过仿真和实验研究了负泊松比结构的尺寸因子，结果表明，结构越精细，输出越低。他们研究了负泊松比结构形状因子对弯曲能量收集的影响，为PENG的优化和定制提供了指导。在应用方面，这种auxetic-PENG既可用作能量收集器也可应用于个人健康评估和医学诊断的生理监测的自供电传感器。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。来源：MEMS原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202301159

可穿戴电子系统的快速发展需要一种可从环境中获取能量且无需频繁充电的可持续能源。压电聚合物薄膜具有柔性、良好的压电性以及由于其固有的极化而不受环境影响的稳定性能，是制造压电纳米发电机（PENG）以从环境中获取机械能的理想候选材料。然而，由于分子极化和不可拉伸性，它们的应用大多局限于基于3-3方向压电效应的受压模式能量收集。近日，新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University）、以色列耶路撒冷希伯来大学（The Hebrew University of Jerusalem）等机构的研究人员在Advanced Energy Materials期刊上发表了题为“3D Printed Auxetic Structure-Assisted Piezoelectric Energy Harvesting and Sensing”的论文。在这项研究工作中，通过在基于聚合物薄膜的PENG上3D打印负泊松比（auxetic）结构，PENG的弯曲变形可以转化为控制良好的面内拉伸变形，从而实现3-1方向的压电效应。负泊松比结构的synclastic效应首次被应用于柔性能量收集装置，使之前尚未开发的薄膜弯曲变形成为一种有价值的能量收集装置，并将PENG的弯曲输出电压提高到8.3倍。研究人员将负泊松比结构辅助的PENG安装在人体的不同关节和软体机器人手指上，以演示其感知弯曲角度并监测运动的功能。在力学超构材料（metamaterials）中，负泊松比结构是应用最广泛的结构设计，它可以实现天然材料中罕见的负泊松比。所有的负泊松比结构在柔性电子器件中的应用都是利用其平面负泊松比特性，而负泊松比结构在离面弯曲中的独特特性，即synclastic效应，尚未得到充分利用。Synclastic效应是通过在负泊松比材料弯曲时形成圆顶形的双曲面而产生的（图1a）。另一方面，均匀材料在弯曲作用下倾向于形成单一的曲面，而具有六边形蜂窝结构的材料倾向于形成马鞍形表面（图1b）。图1 synclastic和anticlastic效应及auxetic-PENG器件的结构示意图在这项研究中，利用负泊松比结构的synclastic效应，通过数字光处理（DLP）3D打印负泊松比结构，研究人员开发了一种可以在弯曲下以3-1模式发电的薄膜PENG（图1c）。这种前所未有的方法使auxetic-PENG能够在弯曲模式下获取能量，而典型的基于压电聚合物的薄膜PENG中是无法实现的。独特的负泊松比结构还能精确控制拉伸应变，而不会产生任何过度拉伸。它可以作为监测人体运动的弯曲运动传感器。Auxetic-PENG的结构（图1d）由底部电极、压电材料、顶部电极和负泊松比结构四层组成。打印的负泊松比结构将引导压电器件在弯曲作用下的面内拉伸变形。为了通过实验研究auxetic-PENG的synclastic效应引起的弯曲模式能量收集，研究人员将样品以悬臂弯曲方式弯曲，其中一端被固紧，另一端用线性电机以5 mm位移（样品上的曲率为17 mm）推动，测得产生的电压为≈ 1 V（图2a，红线）。然后负泊松比结构被剥离，研究人员对没有负泊松比结构的M-BTO/P(VDF-TrFE)薄膜进行同样的测量，得到输出电压≈ 0.12 V（图2a，蓝色），比auxetic-PENG小0.88 V。为了找到器件的最佳工作状态，将1 kΩ至1 GΩ的负载电阻与PENG并联，然后在5 mm弯曲位移（17 mm曲率）和1.5 Hz频率下测试输出电压和电流密度，如图2c所示。输出电压随负载电阻的增大而减小，输出电流密度随负载电阻的增大而增大。最大瞬时输出功率密度由输出电压与输出电流密度相乘得到，如图2d所示。研究人员还对auxetic-PENG的传感特性进行了研究，结果表明，输出电压与弯曲位移成正比，与弯曲曲率成二次关系（图2e）。输出电压和曲率之间的可预测关系表明它有成为传感器的潜力。图2 auxetic-PENG的弯曲模式能量收集的实验研究由于压电薄膜上的面内拉伸应变是由附着的负泊松比结构的synclastic效应引起的，因此负泊松比结构的形状因子会影响压电薄膜上的面内应变的大小。为了研究负泊松比结构尺寸对压电薄膜面内应变的影响，研究人员进行了仿真和实验研究，结果如图3所示。图3 仿真和实验结果为了演示auxetic-PENG的可能应用，在用桥式整流器整流后，负泊松比M-BTO/P(VDF-TrFE)样品通过弯曲（5 mm位移，1.5 Hz频率）为1 µF电容器供电（图4a）。电容器在32秒内充满电，显示了auxetic-PENG的能量收集功能。auxetic-PENG被安装在柜门的外表面上，以演示作为可弯曲传感器从门打开/关闭运动中收集能量，如图4b-4d所示。auxetic-PENG还具有风能收集的潜力，如图4e、4f所示。利用auxetic-PENG的柔性和灵敏度，将其安装在人体关节内侧，可以感知人体的弯曲运动，从而成为一种自供电的生理监测传感器（图4g）。由于其输出稳定性、通过synclastic效应的弯曲信号放大、轻质、柔顺性和自供电特性，使其与摩擦电、压阻和电容传感器区别开来，auxetic-PENG也可以作为软体机器人弯曲传感器的一种有前途的选择，如图4h、4i所示。图4 auxetic-PENG的应用演示综上所述，本研究开发了一种基于表面改性压电陶瓷钛酸钡纳米粒子（BTO NP）和P(VDF-TrFE)复合材料的负泊松比结构辅助压电纳米发电机（PENG）和传感器。与未改性的BTO-NP/P(VDF-TrFE)的复合材料相比，甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯（TMSPM）改性BTO NP提高了复合材料的压电性、铁电性和介电常数，这是由于改性粒子在P(VDF-TrFE)基体中的分布更加均匀，增强了对BTO NP的力传递。研究人员首次利用负泊松比结构的synclastic效应，实现了具有3-1方向压电效应的弯曲能量收集模式，而这在典型的非拉伸压电聚合物薄膜能量收集器上是无法实现的。研究人员通过仿真和实验研究了负泊松比结构的尺寸因子，结果表明，结构越精细，输出越低。他们研究了负泊松比结构形状因子对弯曲能量收集的影响，为PENG的优化和定制提供了指导。在应用方面，这种auxetic-PENG既可用作能量收集器也可应用于个人健康评估和医学诊断的生理监测的自供电传感器。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。来源：MEMS原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202301159

蝉鸣七月，大自然万物葱茏，夏日的浪漫由时光的笔触绘就，而我们的蜕变与成长也在此刻被记录下来。摩方精密亚太营销中心2023上半年部门团建活动圆满结束。在本次团建活动中，我们欢聚一堂，共同享受了美食盛宴，共同嗨唱K歌，一同感受了骑行的乐趣，以及投身于球类运动中。这一系列活动不仅有助于培养团队凝聚力，加强员工之间的沟通与交流，还充分挖掘了员工个人的潜力，并为他们展示了自己的才华。通过这样的活动，我们也成功提高了员工的积极性，让大家以更积极乐观的心态来面对生活和工作。同时，部门负责人在活动结束后，发表了自己的感想。这样的分享让我们更好地从内心出发，达成共识，共享心得，携手并进！亚太营销中心团建活动的成功举办离不开每一位部门成员的积极参与和贡献。让我们相信，只要我们心怀团结与合作，共同追求目标，我们的团队必定会越来越强大。在未来的工作和生活中，我们将继续保持这份团结与活力，共同创造更加辉煌的成就！下面让我们一起聆听各部门负责人对团建活动的分享：01商务管理部：我们举行了一次有趣的团建活动，内容包括羽毛球比赛和自助餐。因为羽毛球运动既能促进身体健康，又能增进团队合作和互动，从而提高我们的团队凝聚力和团队精神。而自助餐则提供了一个轻松愉快的用餐环境，让大家可以畅所欲言，更好地了解彼此，加深友谊和情感联系。此次团建让我们共同参与一次有意义且健康的活动，通过团队的合作与互动，能够更好地应对未来工作中的挑战。壹02产品应用部&市场部&海外销售部：我们的团队汇聚了亚太海外销售部、市场部和产品应用部的成员，共计15人。为了增进彼此的熟悉程度，我们选择了K歌和聚餐作为团建内容。唱K环节中穿插了一些小游戏，让每个人都能积极参与，增进团队的凝聚力。通过这次团建，我们发现了许多同事在工作中未曾展现出的性格特点，这让我们对彼此有了更深刻的了解，为后续部门间的协作增添了“润滑剂”。贰03华南销售部：在这次团建中，我们选择了纯享KTV作为活动内容。由于疫情的持续影响，我们已经有很长一段时间没有一起到KTV唱歌了。然而，上次武汉办事处的开业让我们与客户交流时充满喜悦，也增加了我们对这次团建的期待。在纯享KTV的环境里，我们展现了团队的欢乐氛围，大家欢聚一堂，放松心情，释放工作压力。这次唱歌让我们发现了各位同事不仅在工作上出色，还拥有出色的文艺才华，可谓文武双全。周总带头领唱，其他同事纷纷展现了歌喉，我们还玩了一些接唱小游戏，如情歌王的串烧，让我们乐在其中。活动的最后，周总建议每个人唱一首自己最喜欢的歌并说明理由，这个环节让我们更深入了解彼此内心，增强了团队的凝聚力，形成了一个更为紧密的团队！叁04华北销售部：本次团建活动内容包括参观游览圆明园、自助餐品尝、餐桌小游戏以及谈心交流。这次团建非常成功，让我们在轻松愉快的氛围中更深入了解了彼此。通过参观游览和自助餐品尝，我们放松了身心，增进了同事之间的感情，感受到了团队的合力。而在谈心交流环节中，大家敞开心扉，畅所欲言，对工作和团队合作有了更深入的认识。在未来的工作中，我将继续积极参与团队活动，促进团队的向心力。同时，也会更加关注团队中的每个成员，尊重每个人的意见和想法，共同营造一个积极向上的工作氛围。感谢公司组织了这次团建活动，让我们有机会放松心情，增进团队感情。相信在未来的工作中，我们会更加团结协作，共同创造更好的业绩。肆05华东销售部：华东团建的形式是火锅聚餐和清吧。中国年夜饭有吃火锅的传统，通过这样的团建形式，华东销售部的新老员工聚在一起，畅谈工作和生活，加深了彼此的了解和信任，表达了对未来的期望。我们的目标是打造朝气蓬勃、奋发进取的团队，拥有坚毅和决心来完成我们的使命。在清吧里，我们放松心情，尽情畅谈，倾听歌手动听的演唱，让大家感受到生活的美好。我们认识到，除了努力工作，也要享受生活的乐趣。通过这次团建，我们增进了彼此之间的友谊和信任，懂得了与他人沟通和合作的重要性。这将帮助我们更好地应对未来的工作挑战，并成为一个更为团结、积极向上的团队。伍06西部销售部：趁着重庆微纳米会议期间，我们组织其他区域销售以及市场同事共同开展了团建活动，内容包括特色火锅品尝和五公里骑行活动。这次团建让我们建立了良好的人际关系，活动中大家热情交流的氛围和激情洋溢的青春面貌，增加了我们战胜困难的勇气和不断前进的力量。让我们懂得未来工作如何有效地与他人沟通、合作！陆此次团建活动大家在各项集体活动中相互了解，加强沟通增强凝聚力心怀梦想，携手同行让我们脚踏实地、诚实互信以努力积极的心态工作、生活为企业、为个人在公司平台蓬勃地向上发展共同奋进！同摩方精密一起成长为更好的自己！让我们携手并肩，共同迎接未来的挑战！END

金属三维微结构由于其具有的独特的光学、热学、磁学、电子学和催化特性，在微机电系统（MEMS）、集成电路、高频电子、光电子、小型飞行器和支架等微尺度系统、微流体和微型机器人等领域具有极大的应用潜力。尽管存在用于制造宏观尺度三维金属结构的成熟技术，但到了微观尺度时，现有技术都较难实现。因此目前，先进行聚合物打印，以创建复杂的微 3D 结构，而后在结构表面镀一层金属这一方法引起了大家的兴趣。相比于传统的金属打印样品，3D 金属-聚合物复合功能器件具有更复杂、精密的结构，更轻的重量，以及更高的设计自由度和更高的集成度。近期，南洋理工大学的Hirotaka Sato教授团队，王一凡教授团队以及早稻田大学的Shinjiro Umezu教授团队合作提出了一种新型的金属-聚合物微尺度三维结构的制造方法。该方法采用将催化剂前体加载到光固化树脂中的方法，利用新型微立体光刻技术(nanoArch S140，摩方精密)进行复杂结构的高精度3D打印，并使用NaOH 溶液对打印样品进行预处理，以增加催化剂前体 [Pd(II)] 的存在，便于后续将金属化学镀(ELD)到打印样品上。 与传统工艺相比，该工艺更加安全环保，并且耗时更少，同时更加便宜。此外，此方法还可以实现金属的多层沉积以获得具有所需特性组合的多功能结构。该制造方法克服了传统化学镀工艺的瓶颈，例如进行预处理时对有毒化学品的使用。相关成果以“Modified polymer 3D printing enables the formation of functionalized micro-metallic architectures”为题发表在《Additive Manufacturing》期刊上。 图 1：使用 BMF microArch S140 3D 打印机对金属-聚合物混合微结构进行 3D 打印。a) PµSL技术示意图。b) 基于 PµSL 技术的微结构3D 打印过程 i) CAD 建模 ii) 切片 iii) PµSL 3D 打印 iv) 最终样品。c) 用于金属-聚合物混合微结构的化学镀工艺。微尺度金属三维结构的制造过程主要分为两个步骤：(i) 微尺度结构的PµSL打印。(2) 对打印样品表面的化学镀。团队成员使用面投影微立体光刻技术 (nanoArch S140, 摩方精密) 完成器件的制备。化学镀的流程如图1(c)所示。 (1) 用酒精以及去离子水清洗使用催化剂树脂打印的样品 (2) 将样品浸入 50 ºC 的 0.2 M NaOH 中 30 分钟以便于树脂的开环，使 Pd2+活跃在样品表面。 (3) 用去离子水清洗样品上多余的NaOH。(4) 将样品浸入NaH₂PO₂溶液中，50℃搅拌15分钟，使Pd (II)还原为Pd。(5) 重复去离子水清洗 (6) 将样品进行Ni-P/Cu 或Co-P 化学镀浴。(7) 用去离子水洗涤样品并吹干。为了通过微型 3D 打印技术制造微尺度结构，上述团队进行了打印材料配方的优化。基础配方是一种水洗光敏树脂。在不同的溶剂和条件下制备不同的PdCl2催化剂树脂，并将其放置5小时，通过观察是否有明显的沉淀现象产生，验证其稳定性。而后改变PdCl2浓度，研究其对催化剂树脂稳定性的影响（如图2所示）。结果显示，使用 0.7 M NH4Cl制备的 PdCl2催化剂树脂具有良好的稳定性，可打印精度达50µm的微尺度结构。本研究在化学镀方法上有了很大改进，可以摆脱传统对于有毒化学药品的使用，同时均匀地将Ni、Cu、Co等金属镀在复杂三维微结构上，展现了在微电子、微型机器人等领域的巨大应用潜力。图 2：在不同 PdCl2 浓度条件下制备的催化剂树脂的稳定性。a) 在 0.7M NH4Cl 中用不同浓度的 Pd(II) 制备的催化剂树脂，以研究 Pd(II) 浓度对催化剂树脂稳定性的影响，i) 不同的 Pd(II) 溶液，ii) 催化剂树脂混合物b )相同Pd(II)浓度下，不同老化时间的催化剂树脂。 图 3：a) 树脂与打印机参数测试。b) 打印试样化学镀测试。c) 3D 打印微观结构精度比较 i) 水洗树脂和 ii) 催化剂树脂。 图 4：a) 树脂环断裂的碱性水解机理。b) 化学镀工艺优化。c) 化学镀 3D 打印结构。i) 镀铜立方体 ii) 镀镍网格立方体 iii) 镀钴齿轮 iv)镀镍迷你轮。 图 5：微尺度3D打印化学镀的应用。磁性微尺度机器人的运动 a) 研究中使用的局部和全局坐标系示意图 b) 绕 局部坐标系x 轴旋转以沿全局坐标系x 方向滚动 c) 绕局部坐标系 y 轴旋转 d) 沿局部坐标系 i) x 轴 ii) y 轴和 iii) z 轴移动。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103317

7月30日，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称“摩方精密”）宣布完成了由国家制造业转型升级基金股份有限公司、上海国泰君安创新股权投资母基金联合领投，上海张江科技创业投资有限公司、重庆健欣合盈私募股权投资基金合伙企业、广东泛湾盈康股权投资合伙企业（有限合伙）、广州云帆科技投资有限公司跟投的1.7亿元D轮融资。这是继2022年摩方精密完成3亿元C轮融资，在1年的时间里又完成的新一轮融资。当天上午，重庆摩方精密科技股份有限公司D轮融资签约仪式在重庆两江新区举行，第一届精密制造产业发展学术研讨会同期召开，在侯立安、葛昌纯、朱美芳、刘文清、潘复生、李景虹、俞书宏、张平、谭建荣、余艾冰、张勤、张景安等12位院士专家的见证下，国家制造业转型升级基金、国泰君安创新投母基金、张江科创投、重庆健欣合盈、鸿盈资本、广州云帆科技及摩方精密现场签订了融资协议。本轮融资将主要用于持续深化终端应用的研究及拓展领域的产业化，从而进一步巩固摩方精密在全球超高精密3D打印领域占据的垄断性地位。摩方精密成立于2016年，经过7年的快速发展，已成长为行业头部领军企业。摩方精密为客户提供工业级精密微纳3D打印系统及终端产品解决方案，广泛应用到多个垂直领域。截至2023年6月，全球35个国家，近1800家工业企业和科研机构与摩方精密建立了合作。目前，包括美敦力、强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，全部与摩方精密合作；包括泰科、安费诺等全球排名前10的精密连接器企业，有9家已经与摩方精密建立了合作；全球排名靠前的手机厂商，也有5家与摩方精密合作。摩方精密自主研发的面投影微立体光刻增材制造技术（PμSL），解决了超高精度和跨尺度3D打印的难题，目前已经量产多款精密增材制造系统，这些装备具有卓越的精密成型和公差控制能力。1“TCT最佳硬件奖”产品——microArch® S230为了满足客户在精密样件加工尺寸、加工效率和加工材料等方面的需求，第二代摩方精密2μm精度3D打印系统microArch® S230具备更大的打印体积（50mm×50mm×50mm），最高可提升5倍的打印速度，并且可兼容树脂和陶瓷材料。通过配置激光测距系统，实现了打印平台和离型膜的调平。同时，配备滚刀涂层系统后，能够加快液面流平速度，拓宽了支持打印的树脂种类，例如耐候性工程光敏树脂、韧性树脂、生物兼容性树脂和陶瓷浆料（如氧化铝、钛酸镁）等功能性复合材料。此外，材料的多元化也拓展了新的应用领域，例如毫米级微波应用（如5G天线、波导、太赫兹、雷达等电子元器件）、新能源器件和精密零件等。这不仅满足了工业领域对终端产品功能性和耐用性的需求，而且为科研领域开发新型功能性复合材料提供了支持。2“棱镜奖”产品——microArch® S240备受瞩目的microArch® S240设备荣获全球光电科技领域最高奖——"棱镜奖（Prism Award）"。该产品继承了第一代S140打印机在高精度方面的特点，具备10µm的打印精度和±25µm的加工公差。为了更好地满足客户在精密结构件加工尺寸、加工效率和加工材料等方面的需求，S240拥有更大的打印体积（100mm×100mm×75mm），最高可提升10倍以上的打印速度，能够生产更大尺寸的零部件，或实现更大规模的小部件产量。在打印材料方面，S240支持高粘度陶瓷浆料（≤20000cps）和耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料，极大地满足了工业领域对产品耐用性和性能的高要求，同时也为科研领域开发新型材料提供了有力的技术支持。       树脂内窥镜                  陶瓷内窥镜3重磅新品——毛细血管器官芯片据不完全统计，2020年全球类器官市场规模约5亿美元，预计2021-2026年，全球类器官市场规模将保持以18.2%的年均复合增长率增长。同时，美国FDA已于今年逐步解除新药动物实验的要求，而类器官模型是替代动物模型的最佳选择。摩方精密利用高精密3D打印技术自主研发了一款类器官芯片产品——毛细血管器官芯片，具有管径达到100μm、并带有5μm以下灌输孔的类毛细血管结构，能通过类毛细血管灌输实现内外营养供给，解决了类器官内部氧气和营养的供应问题。此创新技术使类器官更接近真实人体器官，提高了体积、功能和区域异质性的还原程度，为肿瘤模型、器官模型、药物筛选、再生医学和精准医疗领域提供了精准、可靠和稳定的研究平台。摩方精密与伯桢生物联合，共同研发由生物反应器与高人体器官相似性的类器官所组成的类器官芯片，通过程控灌输与环境控制，实现类器官的功能体积成熟化与培养标准化。摩方精密的研发投入展现了其在医疗科技领域的社会责任感和创新精神，为肿瘤建模、药物筛选提供了更加准确稳定的平台。毛细血管器官芯片--100μm管径、5μm以下灌输孔据国家制造业转型升级基金表示，基础智能装备、新材料、核心基础零部件是制造业大基金的重点投资布局领域。增材制造（3D打印）作为新兴的制造技术，在核心基础零部件、新材料方面的应用不断扩展，成为基础及新型制造领域发展最快的技术方向之一。摩方精密作为全球微纳尺度非金属3D打印领军企业，具备较强的战略性、先导性，是我国在3D打印领域为数不多具备全球领先优势的企业之一。相关人士猜测摩方精密是制造业大基金在精密3D增材制造装备领域布局的首个投资项目，具有重要的破局作用和风向标式的引导意义，预计未来大基金还将继续通过该笔投资和下游企业展开更有力的互动。国泰君安创新投资董事长江伟女士表示，高精密制造正成为全球制造业竞争的焦点，摩方精密研发的微纳3D打印技术能够解决传统工艺制造复杂、精细的器件时遇到的难题，具有明显的技术优势和重大的产业化应用前景。国泰君安创新投资将充分发挥自身综合金融服务和新兴科技产业生态优势，和摩方精密共同推动国内原创技术的发展，助力中国制造业的转型升级。摩方精密董事长兼总裁贺晓宁博士表示，器件的小型化、精密化、复杂化是工业发展的大趋势。传统的工艺，无论是模具，还是机床加工以及传统3D打印，在小型精密器件方面仍存在挑战，摩方的技术提供了一种全新的解决方案。摩方的装备、材料、工艺三位一体，技术复杂。作为工业母机，摩方的技术可以在众多领域发挥潜在的作用和价值，下一阶段，摩方将不断赋能、孵化相关应用领域产品，与各个企业广泛合作。面对高速发展的机遇和日益扩大的市场规模，作为全球超高精度微纳3D打印技术的先行者和领导者，摩方精密将依托于长期积累的核心技术，坚持自主创新，不断丰富产品矩阵，致力于为全球客户提供颠覆性精密加工能力解决方案。在本轮融资后，摩方精密将不断提升创新研发实力，进一步推进并延伸终端产品。未来，摩方精密将持续深耕精密医疗、高端制造等终端领域，加强与合作伙伴的合作，共同推动先进制造技术的发展，为全球客户提供更优质的产品与服务！有关国家制造业转型升级基金国家制造业转型升级基金成立于2019年11月，注册资本1472亿元，股东包括财政部、国开金融、中国烟草、长江产投、亦庄国投等部委、中央企业和地方国资平台，主要围绕新材料、新一代信息技术、电力装备、高端数控机床和基础制造装备、工业机器人、核心零部件和元器件、关键仪器仪表、航空航天和新能源汽车产业链等领域的成长期、成熟期企业开展战略性投资，布局相关制造业龙头企业。有关国泰君安创新投资有限公司国泰君安创新投资有限公司（简称“国泰君安创新投资”）是国泰君安证券旗下唯一的全资私募股权投资管理子公司，负责管理私募股权、特殊机遇、新基建等多种另类资产，管理规模超过600亿人民币。公司坚持以科技创新为引领，以服务国家战略落地和实体经济成长为己任。公司重点聚焦新兴科技、生物医药、绿色发展和民生消费等四大赛道，形成了以“母基金+产业基金”的核心业务布局，打造了城市更新和新基建、特殊机遇等另类投资线，依靠内部严格的“募投管退”全流程闭环式管理以及专业的员工队伍，为合作伙伴及相关方持续创造价值。公司始终致力于通过卓越严谨专业的投研体系的构建和全方位全周期运营能级的提升，为全球投资者创造可持续的长期稳定的价值增长；始终专注于打造具有科技和创新基因的高成长高品质的优秀企业，用资本和创新性的投资方案，助力最优秀的企业家发挥最大潜能，推动被投企业所处行业的整体发展，努力践行金融报国的使命担当。

7月30日，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称“摩方精密”）宣布完成了由国家制造业转型升级基金股份有限公司、上海国泰君安创新股权投资母基金联合领投，上海张江科技创业投资有限公司、重庆健欣合盈私募股权投资基金合伙企业、广东泛湾盈康股权投资合伙企业（有限合伙）、广州云帆科技投资有限公司跟投的1.7亿元D轮融资。这是继2022年摩方精密完成3亿元C轮融资，在1年的时间里又完成的新一轮融资。当天上午，重庆摩方精密科技股份有限公司D轮融资签约仪式在重庆两江新区举行，第一届精密制造产业发展学术研讨会同期召开，在侯立安、葛昌纯、朱美芳、刘文清、潘复生、李景虹、俞书宏、张平、谭建荣、余艾冰、张勤、张景安等12位院士专家的见证下，国家制造业转型升级基金、国泰君安创新投母基金、张江科创投、重庆健欣合盈、鸿盈资本、广州云帆科技及摩方精密现场签订了融资协议。本轮融资将主要用于持续深化终端应用的研究及拓展领域的产业化，从而进一步巩固摩方精密在全球超高精密3D打印领域占据的垄断性地位。摩方精密成立于2016年，经过7年的快速发展，已成长为行业头部领军企业。摩方精密为客户提供工业级精密微纳3D打印系统及终端产品解决方案，广泛应用到多个垂直领域。截至2023年6月，全球35个国家，近1800家工业企业和科研机构与摩方精密建立了合作。目前，包括美敦力、强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，全部与摩方精密合作；包括泰科、安费诺等全球排名前10的精密连接器企业，有9家已经与摩方精密建立了合作；全球排名靠前的手机厂商，也有5家与摩方精密合作。摩方精密自主研发的面投影微立体光刻增材制造技术（PμSL），解决了超高精度和跨尺度3D打印的难题，目前已经量产多款精密增材制造系统，这些装备具有卓越的精密成型和公差控制能力。1“TCT最佳硬件奖”产品——microArch® S230为了满足客户在精密样件加工尺寸、加工效率和加工材料等方面的需求，第二代摩方精密2μm精度3D打印系统microArch® S230具备更大的打印体积（50mm×50mm×50mm），最高可提升5倍的打印速度，并且可兼容树脂和陶瓷材料。通过配置激光测距系统，实现了打印平台和离型膜的调平。同时，配备滚刀涂层系统后，能够加快液面流平速度，拓宽了支持打印的树脂种类，例如耐候性工程光敏树脂、韧性树脂、生物兼容性树脂和陶瓷浆料（如氧化铝、钛酸镁）等功能性复合材料。此外，材料的多元化也拓展了新的应用领域，例如毫米级微波应用（如5G天线、波导、太赫兹、雷达等电子元器件）、新能源器件和精密零件等。这不仅满足了工业领域对终端产品功能性和耐用性的需求，而且为科研领域开发新型功能性复合材料提供了支持。2“棱镜奖”产品——microArch® S240备受瞩目的microArch® S240设备荣获全球光电科技领域最高奖——"棱镜奖（Prism Award）"。该产品继承了第一代S140打印机在高精度方面的特点，具备10µm的打印精度和±25µm的加工公差。为了更好地满足客户在精密结构件加工尺寸、加工效率和加工材料等方面的需求，S240拥有更大的打印体积（100mm×100mm×75mm），最高可提升10倍以上的打印速度，能够生产更大尺寸的零部件，或实现更大规模的小部件产量。在打印材料方面，S240支持高粘度陶瓷浆料（≤20000cps）和耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料，极大地满足了工业领域对产品耐用性和性能的高要求，同时也为科研领域开发新型材料提供了有力的技术支持。       树脂内窥镜                  陶瓷内窥镜3重磅新品——毛细血管器官芯片据不完全统计，2020年全球类器官市场规模约5亿美元，预计2021-2026年，全球类器官市场规模将保持以18.2%的年均复合增长率增长。同时，美国FDA已于今年逐步解除新药动物实验的要求，而类器官模型是替代动物模型的最佳选择。摩方精密利用高精密3D打印技术自主研发了一款类器官芯片产品——毛细血管器官芯片，具有管径达到100μm、并带有5μm以下灌输孔的类毛细血管结构，能通过类毛细血管灌输实现内外营养供给，解决了类器官内部氧气和营养的供应问题。此创新技术使类器官更接近真实人体器官，提高了体积、功能和区域异质性的还原程度，为肿瘤模型、器官模型、药物筛选、再生医学和精准医疗领域提供了精准、可靠和稳定的研究平台。摩方精密与伯桢生物联合，共同研发由生物反应器与高人体器官相似性的类器官所组成的类器官芯片，通过程控灌输与环境控制，实现类器官的功能体积成熟化与培养标准化。摩方精密的研发投入展现了其在医疗科技领域的社会责任感和创新精神，为肿瘤建模、药物筛选提供了更加准确稳定的平台。毛细血管器官芯片--100μm管径、5μm以下灌输孔据国家制造业转型升级基金表示，基础智能装备、新材料、核心基础零部件是制造业大基金的重点投资布局领域。增材制造（3D打印）作为新兴的制造技术，在核心基础零部件、新材料方面的应用不断扩展，成为基础及新型制造领域发展最快的技术方向之一。摩方精密作为全球微纳尺度非金属3D打印领军企业，具备较强的战略性、先导性，是我国在3D打印领域为数不多具备全球领先优势的企业之一。相关人士猜测摩方精密是制造业大基金在精密3D增材制造装备领域布局的首个投资项目，具有重要的破局作用和风向标式的引导意义，预计未来大基金还将继续通过该笔投资和下游企业展开更有力的互动。国泰君安创新投资董事长江伟女士表示，高精密制造正成为全球制造业竞争的焦点，摩方精密研发的微纳3D打印技术能够解决传统工艺制造复杂、精细的器件时遇到的难题，具有明显的技术优势和重大的产业化应用前景。国泰君安创新投资将充分发挥自身综合金融服务和新兴科技产业生态优势，和摩方精密共同推动国内原创技术的发展，助力中国制造业的转型升级。摩方精密董事长兼总裁贺晓宁博士表示，器件的小型化、精密化、复杂化是工业发展的大趋势。传统的工艺，无论是模具，还是机床加工以及传统3D打印，在小型精密器件方面仍存在挑战，摩方的技术提供了一种全新的解决方案。摩方的装备、材料、工艺三位一体，技术复杂。作为工业母机，摩方的技术可以在众多领域发挥潜在的作用和价值，下一阶段，摩方将不断赋能、孵化相关应用领域产品，与各个企业广泛合作。面对高速发展的机遇和日益扩大的市场规模，作为全球超高精度微纳3D打印技术的先行者和领导者，摩方精密将依托于长期积累的核心技术，坚持自主创新，不断丰富产品矩阵，致力于为全球客户提供颠覆性精密加工能力解决方案。在本轮融资后，摩方精密将不断提升创新研发实力，进一步推进并延伸终端产品。未来，摩方精密将持续深耕精密医疗、高端制造等终端领域，加强与合作伙伴的合作，共同推动先进制造技术的发展，为全球客户提供更优质的产品与服务！有关国家制造业转型升级基金国家制造业转型升级基金成立于2019年11月，注册资本1472亿元，股东包括财政部、国开金融、中国烟草、长江产投、亦庄国投等部委、中央企业和地方国资平台，主要围绕新材料、新一代信息技术、电力装备、高端数控机床和基础制造装备、工业机器人、核心零部件和元器件、关键仪器仪表、航空航天和新能源汽车产业链等领域的成长期、成熟期企业开展战略性投资，布局相关制造业龙头企业。有关国泰君安创新投资有限公司国泰君安创新投资有限公司（简称“国泰君安创新投资”）是国泰君安证券旗下唯一的全资私募股权投资管理子公司，负责管理私募股权、特殊机遇、新基建等多种另类资产，管理规模超过600亿人民币。公司坚持以科技创新为引领，以服务国家战略落地和实体经济成长为己任。公司重点聚焦新兴科技、生物医药、绿色发展和民生消费等四大赛道，形成了以“母基金+产业基金”的核心业务布局，打造了城市更新和新基建、特殊机遇等另类投资线，依靠内部严格的“募投管退”全流程闭环式管理以及专业的员工队伍，为合作伙伴及相关方持续创造价值。公司始终致力于通过卓越严谨专业的投研体系的构建和全方位全周期运营能级的提升，为全球投资者创造可持续的长期稳定的价值增长；始终专注于打造具有科技和创新基因的高成长高品质的优秀企业，用资本和创新性的投资方案，助力最优秀的企业家发挥最大潜能，推动被投企业所处行业的整体发展，努力践行金融报国的使命担当。

7月30日，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称“摩方精密”）宣布完成了由国家制造业转型升级基金股份有限公司、上海国泰君安创新股权投资母基金联合领投，上海张江科技创业投资有限公司、重庆健欣合盈私募股权投资基金合伙企业、广东泛湾盈康股权投资合伙企业（有限合伙）、广州云帆科技投资有限公司跟投的1.7亿元D轮融资。这是继2022年摩方精密完成3亿元C轮融资，在1年的时间里又完成的新一轮融资。当天上午，重庆摩方精密科技股份有限公司D轮融资签约仪式在重庆两江新区举行，第一届精密制造产业发展学术研讨会同期召开，在侯立安、葛昌纯、朱美芳、刘文清、潘复生、李景虹、俞书宏、张平、谭建荣、余艾冰、张勤、张景安等12位院士专家的见证下，国家制造业转型升级基金、国泰君安创新投母基金、张江科创投、重庆健欣合盈、鸿盈资本、广州云帆科技及摩方精密现场签订了融资协议。本轮融资将主要用于持续深化终端应用的研究及拓展领域的产业化，从而进一步巩固摩方精密在全球超高精密3D打印领域占据的垄断性地位。摩方精密成立于2016年，是目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm，并实现工业化的3D打印系统提供商，提供了一种超高精密加工的颠覆性手段。截至2023年6月，全球35个国家，近2000家科研机构及工业企业与摩方精密建立了合作。目前，包括强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，全部与摩方精密合作；全球排名前10的精密连接器企业，有9家与摩方精密建立了合作。摩方精密的面投影微立体光刻增材制造技术（PμSL）具备卓越的成型精度和公差控制能力。通过结合多种性能材料和相关后处理工艺，实现了在各个垂直行业的产业化发展，提供了一种全新的精密制造解决方案。经过数年的发展，摩方精密与众多企业深入合作，提供了领先的解决方案和创新的生产工艺，为不同领域带来了持续创新和发展的动力。基于摩方的技术和资金实力，摩方近期与企业广泛合作，例如：1 在牙齿贴面领域，摩方与北大口腔医院合作目前全球基于机加工的氧化锆牙齿贴面最低厚度在300μm以上。摩方精密与北大口腔医院的专家团队紧密合作，投资1200万元建立联合实验室，利用摩方超高精密3D打印技术，将氧化锆牙齿贴面厚度降至40μm左右，该技术不仅有助于在不磨牙或尽量少磨牙的前提下，快速强化和美化牙齿表面，保护天然的牙釉质，减少治疗过程中对健康牙体组织的损伤，使牙齿形状、颜色和整齐度快速焕然一新，而且能够迅速提升牙齿表面的耐磨性、防龋性，实现极微创/无创牙齿表面美学重建和快速强化，满足不同人群的美学要求。口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心智能技术平台负责人、中华人民共和国科学技术部重点研发计划项目首席科学家、国家卫生健康委口腔数字医学重点实验室副主任、北京大学口腔医（学）院教授孙玉春表示：“极薄强韧3D打印氧化锆贴面技术可将陶瓷贴面的厚度从400微米降至最薄40微米，能快速、无痛地强化和保护牙齿表面，使其免受冷酸刺激和磨损，并且变得洁白而整齐，更为关键的是:与原有陶瓷贴面技术相比，整个过程的牙齿磨削量减少90%甚至无需磨牙。”2在生物反应器领域，摩方与上海伯桢生物合作摩方精密在美国San Diego建立研发中心，设计研发了创新性的生物培养芯片，通过3D培养多能干细胞或特定组织的祖细胞形成，具有高生理相关性。它为肿瘤模型、器官模型、药物筛选、再生医学和精准医疗提供精准、可靠和稳定的研究平台。摩方使用高精密3D打印技术生产的生物反应器具有管壁达到100μm、并带有5μm以下灌输孔的类毛细血管结构，能通过类毛细血管灌输实现内外营养供给，解决了氧气和营养不足的问题。此创新技术使类器官更接近真实人体器官，提高了体积、功能和区域异质性的还原程度。在国内，摩方精密联合伯桢生物，及复旦大学科学团队，将共同研发由生物反应器与高人体器官相似性的类器官所组成的类器官芯片。通过程控灌输与环境控制，实现类器官的功能体积成熟化与培养标准化。此款芯片产品将为肿瘤建模提供更真实成熟的平台，为药物筛选提供更准确稳定的工具。复旦大学科学团队龚晓峰博士表示：“该项技术的产生推动了类器官技术在时间和空间维度上的巨大突破，打通了类器官技术革。命的“最后一公里”。”3在电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）耗材领域，与杭州睿思纳德精密科技公司合作研发雾化器ICP-MS广泛应用于芯片、医学、环境监测，其关键耗材雾化器在国内尚无具备自主知识产权的生产商。该部件高度依赖进口、结构精密、清洗过程复杂，全球市场过亿美元。因此，摩方精密与杭州睿思纳德精密科技公司共同研发，利用摩方超高精密3D打印技术，实现对内部构造的精准控制，使管径内壁间距离仅为60μm，该技术保障了产品批次间质量，避免进口产品旧工艺导致的高废品率问题；同时，增材制造大幅降低了原工艺的成本，市场终端售价仅为原产品的1/10，从而将普通耗材打造为一次性耗材，进一步避免了使用浓酸、超声反复疏通管路的流程及清洗血样、尿样等生物样本接触造成的安全隐患，受到科研及医学用户端的广泛欢迎。 杭州睿思纳德精密科技有限公司创始人、中国科学院生态环境研究中心研究员胡立刚表示：“摩方精密高精度3D打印设备，解决了质谱检测仪关键零部件及高值耗材“卡脖子”问题，实现了质谱高值耗材及核心部件“国产化替代”解决方案。”据国家制造业转型升级基金表示，基础智能装备、新材料、核心基础零部件是制造业大基金的重点投资布局领域。增材制造（3D打印）作为新兴的制造技术，在核心基础零部件、新材料方面的应用不断扩展，成为基础及新型制造领域发展最快的技术方向之一。摩方精密作为全球微纳尺度非金属3D打印领军企业，具备较强的战略性、先导性，是我国在3D打印领域为数不多具备全球领先优势的企业之一。该人士猜测摩方精密是制造业大基金在精密3D增材制造装备领域布局的首个投资项目，具有重要的破局作用和风向标式的引导意义，预计未来大基金还将继续通过该笔投资和下游企业展开更有力的互动。国泰君安创新投资董事长江伟女士表示，高精密制造正成为全球制造业竞争的焦点，摩方精密研发的微纳3D打印技术能够解决传统制造工艺制造复杂、精细的器件时遇到的难题，具有明显的技术优势和重大的产业化应用前景。国泰君安创新投资将充分发挥自身综合金融服务和新兴科技产业生态优势，和摩方精密共同推动国内原创技术的发展，助力中国制造业的转型升级。摩方精密董事长兼总裁贺晓宁博士表示，器件的小型化、精密化、复杂化是工业发展的大趋势。传统的工艺，无论是模具，还是机床加工以及传统3D打印，在小型精密器件方面都存在加工难点，摩方的技术提供了一种全新的解决方案。摩方的装备、材料、工艺三位一体，技术复杂。作为工业母机，摩方的技术可以在众多领域发挥潜在的作用和价值，下一阶段，摩方将不断赋能、孵化相关应用领域产品，与各个企业广泛合作。面对高速发展的机遇和日益扩大的市场规模，作为全球超高精度微纳3D打印技术的先行者和领导者，摩方精密将依托于长期积累的核心技术，坚持自主创新，不断丰富产品矩阵，致力于为全球客户提供颠覆性精密加工能力解决方案。在本轮融资后，摩方精密将不断提升创新研发，进一步推进并延伸终端产品。未来，摩方精密将持续深耕精密医疗、高端制造等终端领域，加强与合作伙伴的合作，共同推动先进制造技术的发展，为全球客户提供更优质的产品与服务！有关国家制造业转型升级基金国家制造业转型升级基金成立于2019年11月，注册资本1472亿元，股东包括财政部、国开金融、中国烟草、长江产投、亦庄国投等部委、中央企业和地方国资平台，主要围绕新材料、新一代信息技术、电力装备、高端数控机床和基础制造装备、工业机器人、核心零部件和元器件、关键仪器仪表、航空航天和新能源汽车产业链等领域的成长期、成熟期企业开展战略性投资，布局相关制造业龙头企业。有关国泰君安创新投资有限公司国泰君安创新投资有限公司（简称“国泰君安创新投资”）是国泰君安证券旗下唯一的全资私募股权投资管理子公司，负责管理私募股权、特殊机遇、新基建等多种另类资产，管理规模超过600亿人民币。公司坚持以科技创新为引领，以服务国家战略落地和实体经济成长为己任。公司重点聚焦新兴科技、生物医药、绿色发展和民生消费等四大赛道，形成了以“母基金+产业基金”的核心业务布局，打造了城市更新和新基建、特殊机遇等另类投资线，依靠内部严格的“募投管退”全流程闭环式管理以及专业的员工队伍，为合作伙伴及相关方持续创造价值。公司始终致力于通过卓越严谨专业的投研体系的构建和全方位全周期运营能级的提升，为全球投资者创造可持续的长期稳定的价值增长；始终专注于打造具有科技和创新基因的高成长高品质的优秀企业，用资本和创新性的投资方案，助力最优秀的企业家发挥最大潜能，推动被投企业所处行业的整体发展，努力践行金融报国的使命担当。

夏日炎炎，热情洋溢。为了缓解日常工作压力，促进各部门之间的交流，摩方精密近期开展了篮球和羽毛球友谊赛，这一活动充分展现了公司广大职工的积极精神风貌，同时丰富和活跃了他们的文体生活。职工篮球友谊赛伴随着裁判员的哨声响起摩方精密各支职工队伍迅速进入状态在这场篮球赛中双方球员都配合默契、动作利落球员们巧妙的传球、华丽的转身精彩的投篮、完美的合作赢得了现场阵阵掌声和喝彩让我们一起回顾比赛精彩瞬间左右滑动查看更多职工羽毛球友谊赛职工们斗志昂扬，全力角逐使得羽毛球在空中划出一道道弧线精准发球、大力扣杀巧妙吊球、攻防转换他们在赛场上充分发挥自己的战术水平以昂扬的精神奋力拼搏让我们一起回顾比赛精彩瞬间左右滑动查看更多本次友谊赛为职工们提供了放松身心、促进交流合作的机会，同时体现了摩方精密对员工健康和团队建设的关心。通过组织这样的文体活动，摩方精密在建设一个积极向上、充满活力的工作环境方面起到了积极的推动作用，充分展现了职工们活力四射的竞技体育精神，进一步激励了广大职工以更加昂扬的斗志和坚定的信心，凝聚力量，团结拼搏，为全面实现年度各项目标任务提供了重要引擎，为公司健康稳定发展注入了新动能。

滴灌灌水器位于滴灌系统的最末级，其内部流道的尺寸通常介于0.5~1.2 mm之间，能够将管道中的有压水转变为点滴状水流实现节水灌溉。滴灌灌水器的水力性能决定了灌溉均匀性和灌溉质量。已有研究结果表明，改变灌水器内部流道结构可以显著提升灌水器的水力性能。然而，为了解决灌溉水资源短缺的问题，许多地区使用高含沙量的水源作为灌溉水源，滴灌灌水器堵塞的问题也随之而来。因此在提升滴灌灌水器水力性能的同时，还需对灌水器流道开展结构优化以提升滴灌灌水器的抗堵塞性能，进而提升滴灌系统的使用寿命。近期，石河子大学王振华教授团队提出了一种分流对冲式滴灌灌水器和基于水-沙运动特性的灌水器抗堵优化方案。该团队利用新型一体化打印技术（nanoArch S140，摩方精密）实现了滴灌灌水器流道试件的高精度3D打印，并开展了物理试验和数值模拟研究。该研究提出的灌水器抗堵优化方案在维持灌水器水力性能的前提下，能够使灌水器的抗堵塞性能提升60%。相关成果以“Anti-Clogging Performance Optimization for Shunt-Hedging Drip Irrigation Emitters Based on Water-Sand Motion Characteristics”为题发表在《Water》期刊上。图1. （a）分流对冲式流道结构参数及打印试件。（b）灌水器性能试验平台。（c）灌水器流量试验值和模拟值的误差曲线。分流对冲式流道的结构参数及打印试件如图1（a）所示，流道由8个“回”字形流道单元组成，每个流道单元宽2.6 mm，深0.8 mm。通过电子显微镜对试件进行测量，其打印精度达0.01 mm，满足试验要求。将灌水器试件置于图1（b）所示的试验平台上测定其流量，如图1（c）所示，对不同压力下的流量实测值进行拟合得到灌水器的流态指数为0.479，水力性能优良，流量实测值与流量模拟值的误差在1.29~3.21%之间，证明了本文数值模拟方法、结果及精度的准确性。图2. （a）分流对冲式流道内部流场分布。（b）不同粒径沙粒在流道中的运移轨迹及速度变化。（c）3g/L 的浑水浓度下流道堵塞实物图。图2（a）为通过数值模拟得到流道中深截面处的速度和压力分布云图。模拟结果表明，每个流道单元内的速度分布一致，定义导流件背部为漩涡区I，分流件背部为漩涡区Ⅱ，其余区域为主流区Ⅲ，其中水流对冲区为区域Ⅲ*。主流区Ⅲ的水流流速介于1.21~4.53 m/s之间，漩涡区I和Ⅱ中的水流流速介于0.11~1.21 m/s之间。0.05、0.10和0.15 mm沙粒的运动轨迹及速度如图2（b）所示，沙粒在漩涡区I和Ⅱ中的运移速度在0.06~1.10 m/s之间，沙粒容易发生沉积，相较而言，由直角边壁包围形成的漩涡区I不仅促使沙粒稳定沉积，还使沙粒在大漩涡的作用下互相粘结形成团聚体，造成灌水器堵塞的风险较高。这与浑水试验的结果一致，如图2（c）所示，沙粒在漩涡区Ⅰ中持续堆积，导致流道堵塞。图3. （a）不同粒径沙粒在流道中的跟随性变化。（b）沙粒-流道边壁-漩涡相互作用关系示意图。图4. （a）结构优化示意图。（b）优化后流道的速度分布及沙粒运动轨迹。（c）优化前（SHDIE1）、后（SHDIE2）分流对冲式灌水器的水力特性曲线。（d）优化前（SHDIE1）、后（SHDIE2）分流对冲式灌水器短周期抗堵塞试验结果。（e）3g/L 的浑水浓度下优化后流道堵塞实物图。进一步分析沙粒-流道边壁-漩涡区Ⅰ的相互作用关系，如图3（a）所示，沙粒与流道边壁的敏感区域发生碰撞会导致其运动方向突变并进入漩涡区Ⅰ沉积，这是造成流道堵塞的重要原因。通过统计沙粒与边壁的碰撞位置，确定出A、B、C三个壁面容易导致沙粒进入漩涡区沉积的敏感区域范围，分别为0≤LA≤0.58，0≤LB≤0.64和0≤LC≤0.90 mm。图3（b）显示了不同粒径沙粒沿流道运动时对水流的跟随性变化。沙粒粒径越大，速度幅值比η和速度相位差β的数值越小，跟随性也就越差，这表明粒径越大的沙粒与流道边壁的敏感区域碰撞后越容易进入漩涡区沉积。针对敏感区域范围开展结构优化，使沙粒顺畅通过所有流道单元以提升流道的抗堵塞性能。如图4（a）所示，采用直线几何的方法对阻挡沙粒运动的A面的敏感区域0≤LA≤0.58 mm进行切除，对B、C面敏感区域0≤LB≤0.64 mm和0≤LC≤0.90 mm构成的直角三角形空间所覆盖的低速漩涡区进行填充，得到优化后的分流对冲式流道。对优化后的分流对冲式流道及其灌水器再次开展数值模拟和清水、浑水物理试验，结果分别如图4（b）、（c）、（d）和（e）所示，优化后流道的主流区面积占比提升21%，沙粒的运动轨迹变得光滑有规律。清水试验下优化后流道的水力性能为0.486，仅下降1.46%；浑水试验下优化后流道在第24次灌水后发生堵塞，抗堵塞性能大幅提升60%。基于沙粒运动特性明确流道边壁敏感区域，进而开展的结构优化方案具备可行性。原文链接：https://doi.org/10.3390/w14233901

3D打印，也称为增材制造(AM)技术，目前已经发展了多种相关打印技术。然而，由于大多数打印结构不可回收和不可再加工的性质，废弃的3D打印物体在损坏或使用后会产生诸多废物。而共价自适应网络（CAN）是一种聚合物网络，可通过在外部刺激下交换其功能来改变其网络拓扑，从而使打印的物体可回收有助于减少浪费，所制造的物体还可以被赋予诸如自愈、形状记忆、增强的机械强度、可降解性和可重印性等特性。近日，来自奥地利莱奥本大学的Sandra Schlögl、印度石油和能源研究所(UPES)的Sravendra Rana、韩国首尔国立大学的Gun Jin Yun、韩国首尔建国大学的Muhammad Jamil团队共同对共价适应性网络（CAN）的3D打印进行了相关概述。本文介绍了用于3D打印具有CAN的聚合物的不同方法，包括对该领域当前趋势和技术的详细见解。此外，还讨论了它们的应用，特别是在软机器人和生物医学领域。相关综述论文以“3D Printing of Covalent Adaptable Networks: Overview, Applications and Future Prospects”为题于2023年6月30日发表在《Polymer Reviews》上。图1 共价适应性网络的3D打印概述1. 3D打印的方法和技术近年来，聚合物在增材制造技术中的使用显著增长，以制造定制的、复杂的和高分辨率的印刷物体。一些常用的3D打印方法，例如还原光聚合、材料挤出和粉床熔融，它们可用于具有共价适应性网络的聚合物的增材制造。打印工艺的适用性取决于所使用的聚合物材料的类型、所采用的聚合物加工技术以及需要创建的部件的质量/分辨率。在此部分，作者首先对还原光聚合、材料挤出和粉床熔融三种打印技术进行相关叙述。同时，作者在表1中总结了使用各种化学物质3D打印共价适应性网络的不同类型方法。表1 不同类型共价自适应网络的3D打印方法及其特性（部分）然后，作者通过展示具有代表性的研究工作来说明共价可回收的3D打印。图2展示了一种基于UV固化的高分辨率DLP打印机来开发3D打印的可回收热固性材料，该热固性材料可以修复、重塑和回收，以实现可持续的3D打印。此外，通过在打印的聚合物系统中合并可交换的动态连接，将数字控制的单层2D结构转换为3D结构。光被投射到可光固化的化学前体上，聚合物核心中的键交换能够对印刷物品进行修改，以创建变形装置（图3）。图2 光聚合3D打印的回收材料图3 双面数字光模块化4D打印2. 共价适应性网络3D打印的应用（1）软机器人和执行器软机器人设备通常由弹性聚合物制成。它们被用于处理精致物体时安全交互至关重要的各个领域。由于软机器人和执行器通常由容易变形的弹性聚合物（例如有机硅和聚氨酯）组成，因此它们非常容易因各种因素而损坏，例如锋利边缘的切割、过载、紫外线降解、疲劳、界面脱粘等。使用自修复材料或聚合物进行软机器人的加工或增材制造可以帮助损伤恢复并自主或通过外部触发恢复其功能特性。（2）生物医学应用增材制造工艺已在生物医学应用中得到广泛探索，例如组织支架的制造和工程、药物输送系统、植入装置和假肢、生物打印等。水凝胶与各种生物打印方法相结合时，可以实现使用水凝胶网络的生物制造。为了实现水凝胶的智能仿生制造，可以将可逆动态共价键纳入水凝胶聚合物基质中，如基于硼酸酯动态共价键、腙的动态键水凝胶（图4）。图4 动态共价键水凝胶（3）其他应用除上述应用外，最近使用3D打印创建传感器最近在可穿戴电子产品和电子皮肤（e-skin）方向取得了进展。这些设备的组件（例如传感元件）可以采用特定的配置来生产，以提高灵敏度、提高灵活性并缩短处理时间。基于具有高化学和热稳定性的动态共价热固性材料的电子皮肤，在操作条件下，其传感、修复和回收能力已得到研究（图5）。图5 动态共价热固性材料的电子皮肤3. 结论和未来展望本文讨论的增材制造聚合物材料的自修复基于内在的自修复，其包含可以通过外部触发进行可逆键交换的潜在功能。这些动态共价网络的可逆键交换本质上是缔合和解离的，并已有效地应用于3D打印。除了自修复和形状记忆特性之外，本文还讨论了CAN带来的打印物体的可再加工性、可回收性以及增强的化学和热机械特性。使用FDM、DIW、DLP等其他3D打印技术来改善化学和机械行为，在组织和骨工程应用的生物材料生物制造等过程中可能会看到更多进展。由于全球范围内不断增加的投资、研究和开发，在可预见的未来，可能会出现从传统生产工艺到具有先进性能的3D打印CAN的转变。虽然与增材制造产品的不可回收性相关的一些环境问题已经得到解决，但通过在共价适应性网络领域对原材料的持续研究，仍然存在进一步改进的巨大潜力，以建立和维持循环利用经济。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。原文链接：https://doi.org/10.1080/15583724.2023.2227692来源：EngineeringForLife

3D打印是近年来的一大研究热点。在该领域，研究人员近些年来从开发新技术、新材料、新应用等角度都作出了重大突破。但是，这些成果主要集中在实现单种材料的3D打印。与单材料3D打印不同，多材料3D打印能够在三维空间任意布置两种或者更多性质或功能截然不同的材料，这极大地丰富了3D打印的设计与制造能力。尽管如此，目前关于多材料3D打印的研究成果相对较少。多材料3D打印的实现方式也主要以喷墨或者墨水直写为主。这些方法对于打印材料的多样性，多材料结构的特征尺寸都有一定的限制。数字光处理（Digital Light Processing - DLP）是一种高速、高精3D打印技术。但是，使用DLP技术实现多材料3D打印主要面临如何快速、有效地去除在材料切换过程所导致的大量粘附在结构上的残余液体这一关键问题。尽管过去的研究提出了擦拭、流体喷射等残余液体去除方法，但由于除液介质与打印结构会发生直接接触，使得打印的多材料结构面临尺寸小、适配材料有限、污染严重、功能集成度低等限制。针对上述问题，南方科技大学葛锜副教授团队提出了离心式DLP多材料3D打印方法，研发了Centrifugal Multimaterial (CM ) 3D打印系统，用于制造大幅面复杂三维异质结构，并从体素尺度实现对结构的成分、性能与功能的精准控制。如图1所示，CM 3D打印系统可实现最大幅面180 mm × 130 mm的多材料打印，并可同时打印四种以上材料。CM 3D打印系统适用于打印包括水凝胶、软/硬高分子材料、形状记忆高分子、导电弹性体，甚至陶瓷在内的各种不同功能与性能的材料，打印材料的模量可跨越8个数量级（103 Pa to 1011Pa)。如图2所示，受哺乳动物快速转动身体实现脱水启发，CM 3D打印系统在多材料切换过程中，通过快速转动打印结构产生的离心力，实现残余液体的快速无接触去除。这种通过离心力去除残液的方法受结构尺寸、形状，以及树脂粘度影响较小。例如，陶瓷浆料残液在CM 3D打印系统中可以轻松去除。图1.由 CM 3D打印系统制造的各种复杂三维异质结构。图2.离心式残余去除原理。如图3所示，CM 3D打印系统能够实现黑白材料间无污染切换。黑白材料过渡界面尺寸100微米，优于其它多材料3D打印技术。这一优异特性使得我们可以设计与打印数字材料（Digital Materials）。通过精确调控软硬体素微观空间分布来，我们可以轻松调控数字材料的宏观力学性能。图3.CM 3D打印系统实现数字材料一体化打印。如图4所示，CM 3D打印系统能够将不同刚度、不同电导率的材料快速一体化集成。利用这一优势，我们设计并一体化打印了集驱动、弯曲传感、压力传感、温度传感于一体的软体驱动器，实现了抓取不同物体的信号识别，以及不同温度下抓取信号感知和信号纠正。图4.CM 3D打印系统实现多重感知集成软体驱动器。如图5所示，CM 3D打印系统能够一体化成型陶瓷生胚和高分子材料。利用这一优势，我们可以打印具有悬垂甚至悬空部分的陶瓷结构。我们设计并打印了陶瓷轴承结构。在打印结构中，陶瓷滚子由高分子材料支撑。通过高温烧结，高分子材料被去除，打印的陶瓷轴承可以自由转动。图5.CM 3D打印系统一体化打印陶瓷-高分子集成结构。上述成果近日在《自然·通讯》（Nature Communications）上以论文形式发表，论文标题为“多功能异质结构的离心3D打印”（Centrifugal Multimaterial 3D Printing of Multifunctional Heterogeneous Objects）。南方科技大学葛锜副教授为论文唯一通讯作者，南方科技大学机械与能源工程系2020级博士生程健翔为论文的第一作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和深圳市科技创新委员会的支持。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-35622-6来源：高分子科学前沿摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。

携带微针的微型机器人被认为是一种有前途的胃肠道给药新手段，它被设计成适应胃肠道环境的几何形状和尺寸，在电场、磁场或化学场等外部场的控制下，以类似牵线木偶的方式被推进到特定位置进行无痛和微创给药。通过微型机器人携带微针进入肠道，微针中的药物可以渗透进肠道粘膜以避免在胃肠道的高酸性和不均匀pH环境中发生降解，这种新给药方式在递送生物分子药物(如蛋白质、核酸和疫苗等)和提高疗效上具有独特的优势。然而，目前仍存在许多挑战，如复杂的控制模式、缺乏运动和粘附行为的理论、蠕动和液体流动导致的失败以及肠梗阻的风险。近期，厦门大学任磊教授、王苗助理教授和厦门大学附属中山医院蔡顺天副主任医师团队提出了一种受不倒翁（一种被推倒时能快速恢复定位的玩具）启发的微针机器人，用于穿透结肠粘膜给药，可以免除控制系统、实现快速自我定向和粘附粘膜、对抗生理蠕动，并降低梗阻风险。该团队利用具有流线型和低重心结构的微型机器人携带微针进入斑马猪的结肠中，无需外部控制系统实现快速定向（ 图1. 基于3D打印的微针机器人的快速自定向和结肠给药机制。该研究构建了一种在毫秒内自导向的微针机器人。如图1所示，它由机器人、微针阵列和可分离层组成，用于结肠给药。团队成员使用摩方精密公司的nanoArch S140 微纳3D打印机制造微米级别的微针阵列，微针底座300 μm，长600 μm，微针间距450 μm，在SEM图像中展示出良好的形貌和阵列分布。该微针阵列用于负载不同浓度的亚甲基蓝染料，探究用于结肠控制释药的微针阵列制造的优化策略。将优化后的微针阵列通过生物降解聚合物制备的可分离层连接在3D打印机器人底部，最终制备得到微针机器人。研究人员将微针机器人以随机的角度放入结肠，由于3D一体打印的机器人的重心较低，可以快速自我定向垂直于粘膜。微针阵列在机器人重力和结肠蠕动力的合力作用下逐渐穿透粘膜，通过开发的拉力模型合理评估出插入的微针机器人在不脱离粘膜的情况下对结肠蠕动的阻力约为1.75N，这足以抵抗结肠蠕动产生的推力（通过计算约为0.95N），使其成功驻留在结肠组织中以持续释药。体外停留实验发现机器人和微针阵列之间的可分离层降解后，与微针阵列分离的机器人在构建的体外结肠仿真模型和COMSOL流-固模型中都证实了可以在流体流动引起的20 mN的小排泄力下安全排出。为了进一步验证微针机器人的有效性和可行性，将含有微针的机器人注入斑马猪的结肠，通过结肠镜观察到在5 s内实现了自我定位，在重力和结肠蠕动力作用下将微针插入粘膜，微针和机器人之间的可分离层可以在80 s的时间内降解，机器人从嵌入粘膜的微针阵列中分离出来，并从结肠排出。插入的微针被保留在粘膜中，以便在负载药物缓慢溶解时释放该药物。与先前报道的其他系统相比，该工作提出的微针机器人结构简单，不需要外部场控制，可以克服结肠蠕动并降低了结肠阻塞的风险，作为治疗慢性炎症和结肠癌等疾病的通用给药平台方面具有巨大应用潜力。 图2. 基于3D打印的微型机器人的参数优化。（a）半球、球形和椭球形三种形状和不同底座高度的半球形机器人（I-V）。（b）初始角度为90°和180°对不同形状的机器人（I-III）的自我定位时间（IV）的影响。（c) 不同形状的机器人在70 rpm的水平振动器上的稳定性，扰动后的最大偏差角度（IV）。（d) 具有不同底座高度和外壳厚度的半球形状机器人的定向时间。（e）参数优化后的机器人在随机角度下的自我定向时间。 图3. 机器人在不同表面上的自定向性能。（a）初始角度为90°（I）和180°（II）的微针机器人在具有不同弹性模量（III）的琼脂糖凝胶表面上的定向时间。（b）初始角度为90°（I）和180°（II）的微针机器人在不同粘度（III）的粘液表面上的定向时间。（c）机器人在斜率为30°（I）、60°（II）和90°（III）的猪结肠粘膜上的自定向时间。 图4. 可拆卸微针机器人的设计与优化。（a）可分离的微针机器人的设计和组装。（b）由可分离层（I-III）的降解引起的微针机器人的体外分离实验。（c）PVA、CS、DexMA和PCL微针在PBS缓冲液中的体外累积释放时间。（d）对微针施加的力及其穿透粘膜的深度。（e）微针插入后的体外猪结肠组织切片图像（H&E染色法）。（f）Cyanine5.5染色的微针插入结肠组织的共聚焦显微图像。 图5. 微针机器人抵抗结肠蠕动的理论模型。（a）在结肠蠕动下刺入粘膜的微针机器人的示意图。（b）结肠蠕动时腔内微针机器人的受力分析。（c）微针机器人被牵拉前（I）和牵拉后（II）的拉力示数。 图6. 微针机器人的体外停留实验与模拟。（a）模仿人类结肠的软胶模型。（b）不同流速下机器人的运动。（c）构建机器人的有限元流-固模型，流速为210 mm/s时机器人周围的（d）流速分布和（e）表面应力，以及（f）不同流速对机器人的推进力。 图7. 微针机器人的斑马猪体内实验。（a）斑马猪的照片和微针机器人进入结肠的输送示意图。（b）微针机器人在斑马猪结肠腔内的实验照片。原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202304276

生物电信号是人体最基本的生理信号之一，通过对生物电信号的监测可以对多种生理疾病进行诊断和预防。随着微电子科技的不断发展，越来越多的医疗科技选择使用电极贴片与诊断设备集成，以实现实时监测人体健康状况的医疗保健系统。监测系统对于突发性强、致命性高的心脑血管疾病有着显著的预防作用。生物电监测电极作为系统硬件的重要组成单元，直接与人体接触采集生物电信号，是生物电传感系统的基础部件。常见的是银-氯化银（Ag/AgCl）凝胶电极，但由于凝胶或粘合剂会对皮肤产生刺激，很难用来长期监测生物电信号。为了实现长效与皮肤接触监测的功能，生物相容性良好的干电极技术近年来得到了一定的发展。然而，由于皮肤的弹性、粗糙质地，附加汗水，油脂、皮屑和毛发等表面特性，干电极技术在皮肤附着力、接触阻抗、透气性等创新优化方面仍面临较大挑战。图1典型具有足端附着能力的生物结构与功能实现策略由于自然环境下目标附着表面的复杂多样性，依靠单一的黏附机制往往不足以提供生物体稳定的附着和快速的运动的能力。几乎所有具有全空间运动能力的生物，均拥有两种及以上的界面附着策略，且生物体型越大，越需要多种附着方式协同作用来提升界面附着力以平衡自重。生物高鲁棒性的附着调控特性依赖于生物脚爪精细的跨尺度附着结构，以及附着结构所呈现的机制之间的协同作用。 图2兼具排汗透气与皮肤黏附的仿生电极设计本研究介绍了一种兼具排汗透气性和多机制附着性能的健康监测电极贴片。贴片的排汗透气功能采用锥形通孔与蜂窝状微沟槽集成设计来实现，锥形通孔产生的拉普拉斯液相压差和微沟槽的毛细力协同实现了汗液的自驱导流作用；Ag/Ni微针阵列和PDMS-t粘附材料的多机制附着一定程度上保障了电极贴片与皮肤接触的力学稳定性，其中，Ag/Ni微针阵列通过高度控制，形成与皮肤角质层的接触，在保障安全性的前提下，实现了生物电信号采集通道的可靠性。 图3 仿生监测电极排汗透气通道结构形貌及其单向自驱导效果图 图4 仿生电极贴片切向摩擦力和法向黏附力量化测试实验 图5 仿生电极贴片心电监测性能及其与皮肤接触的生物相容性评价仿生电极的皮肤界面阻抗测试显示，在100Hz以下，仿生电极的接触阻抗低于标准Ag/AgCl凝胶电极，在监测志愿者的EMG和ECG生物电信号应用中，仿生电极展示出了较好的静态和动态采集性能。这主要归因于微针阵列与皮肤高阻抗角质层形成机械锁合，与通孔阵列柔性聚合物黏附接触协同作用，增强了仿生电极与皮肤表面的附着力，减少了运动伪影。同时，仿生电极设计中汗液的自驱导流结构保障了皮肤排汗透气的需求，具有良好的皮肤接触生物相容性，为实现长效的健康监测提供了新思路和新途径。本研究工作是建立在前期微针摩擦与树蛙湿黏附协同的仿生电极（Advanced materials interfaces, 2022, 2200532，封底论文）研究基础之上，着重探究了仿生电极自主排汗透气方面功能实现方法。相关研究成果以题为“Biomimetic Patch with Wicking-Breathable and Multi-mechanism Adhesion for Bioelectrical Signal Monitoring”发表于期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。论文第一作者为南京航空航天大学机电学院硕士研究生张迁，论文通讯作者为姬科举副研究员，南京航空航天大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家自然科学基金、南京市医学科技发展基金、江苏省仿生功能材料重点实验室基金等项目的资助。论文链接： https://doi.org/10.1021/acsami.2c13984来源：高分子科技摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。

近期，摩方精密与Sutrue公司达成了合作，通过利用摩方精密的微纳3D打印设备为Sutrue公司的微创手术自动缝合器提供优化服务。这项合作不仅成功降低了Sutrue公司的产品开发成本和时间消耗，还在技术研发方面取得了重要突破，为外科医生提供了更好的微创手术仪器选择，从而为患者带来更好的医疗服务。此次合作对于微创手术技术的创新与发展起到了积极的推动作用。Sutrue公司总部位于英国，是一家专注于开发和生产手术工具等医疗器械的医疗技术公司。该公司的主要产品是Sutrue微创手术自动缝合器，这是一种能够在手术过程中快速而准确地执行缝合任务的自动化设备。它的设计使得缝合过程更加高效，并且可减少人为错误和手术时间。在2008年，Sutrue公司的创始人兼工程总监亚历克斯·贝里（Alex Berry）经历了一次脚踝骨折，这个事件成为他思考产品创新的契机。在康复过程中，Berry意识到传统的手动缝合方法存在一定的限制和风险。因此，他开始探索创造一种用于微创手术的自动缝合设备。因为相比传统手术，微创手术具有创伤小、恢复时间短和减少并发症等优势。同时在缝合方面，传统的缝合器械很难完全适应微创手术的需求，例如在操作困难的部位或切割部件的匹配性方面存在问题。然而，微创手术需要使用较小的器械，操作难度较大。为了解决这些问题，经过多年的研究和实验，Berry团队设计了一种自动缝合器，通过将缝合针和线穿过组织并安全地返回设备。针在固定的路径上旋转进出装置，同时保持在第三个轴上的水平。该团队已用钢加工了设备原型，花费了大量的时间，并且不容易适应设计迭代。由钢加工而成的自动缝合设备原型与此同时，在设备开发优化的过程中，Berry团队需要更新一个关键的设备组件，与针头路径的稳定性密切相关。然而，传统的机械加工方法在测试该零件时耗费时间长、资金成本高，因此在有限的时间内只有一次试错机会，得到一个设计部件，使得所需的关键设备组件并不理想。经过一番波折后，Sutrue公司与摩方精密展开了合作，利用摩方精密微纳3D打印设备对器械零件进行了测试。这项技术使得他们能够在短时间内多次快速测试具有微小差异的不同版本部件，通过多种设计的部件中找到最理想的匹配形式，从而使产品的功能得到进一步的完善，为Sutrue公司解决了加工成本高昂、精密加工周期过长等难题。此外，基于美学的考虑，摩方精密微纳3D打印设备还能够将这些部件打印成两种颜色。3D打印组件以稳定针径Sutrue的创始人和工程总监Alex Berry表示：“摩方精密的微纳3D打印设备可以制造非常细小的部件，为微创手术器械的制造提供支持。摩方精密打印出的部件与我们的设计一致且始终准确，帮助我们尝试三个不同的部件来找到理想的匹配，不仅有利于提高手术效率，而且降低了相关成本和风险。”摩方精密的微纳3D打印系统为微创手术提供了有力支持，其超高的打印精度保证了器械部件的精确制造，而高精密的加工公差控制能力则确保了其良好的适配性和性能，进而提高了手术过程的效率和精确性。这不仅使得手术操作更加顺利，还为医疗专业人员提供了更加专业可靠的设备与资源，进一步提升了他们的技术水平和工作效能。随着医疗设备的不断创新和进步，微创手术在临床实践中的应用范围也在不断扩大。微创手术相比传统手术具有切口和创伤更小、恢复时间更短等优势，对患者的身体影响更小，因此，微创手术将成为越来越多患者的选择。摩方精密与Sutrue公司的合作为这一趋势开辟了新的前景与可能性，为提高整体的医疗效果和患者的生活质量提供了有力支撑，同时也为医疗行业的发展做出了积极贡献！关于摩方精密重庆摩方精密科技股份有限公司成立于2016年，依托前沿微纳3D打印技术，是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。摩方精密采用面投影微立体光刻（PμSL: Projection Micro Stereolithography）技术，该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，可应用于精密医疗器械、电子器件、微流控、微机械等众多工业及科研领域。目前，摩方精密总部位于中国重庆，在中国深圳、美国波士顿、英国伦敦、德国法兰克福、日本东京均设有分支机构，拥有来自全球35个国家近2000家合作客户。

汗液是一类有吸引力的生物体液，可用于体内化学物质的无创监测。汗液中含有丰富的与生理健康状态相关的生物标志物，包括电解质、代谢物、激素、蛋白质和外源性药物等。研究表明，对这些生物标志物以及其它汗液生物标志物的间歇性或连续评估，可以提供对身体代谢过程的时间动态研究，从而广泛应用于运动表现评估以及医学诊断等领域。传统的汗液收集方法是借由条带将吸收垫或微孔管压在表皮上，并在汗液从皮肤中流出时，将汗液收集起来。这些收集方法需要训练有素的人员、特殊的处理方法和昂贵的实验室设备，无法实现实时汗液分析，并且容易导致样品污染或丢失。柔性微流控、传感技术和电子学的最新进展为一类独特的类皮肤表皮微流控（“epifluidic”）系统的发展奠定了基础。表皮微流控系统通过微流控网络的固有封装和保形皮肤界面，可以消除外部样品污染。制造芯片实验室（lab-on-chip）微流控器件的一种常见的、成熟的工艺是软光刻工艺，其需要高精度的模具来构建基于弹性体材料的离散、有图案的层（例如聚二甲基硅氧烷（PDMS）），将这些层粘合在一起，就会构成一个密封的器件。常规情况下，生产具有足够特征分辨率（>20 μm）的模具需要昂贵且耗时的加工方法（微加工和微铣削），并且需要专门的无尘室环境。这些要求导致了器件设计周期的延长，用于创新的设备不易获取，以及由于不适用大规模制造而给商业部署带来的额外挑战。增材制造（AM）或三维（3D）打印代表了传统平面（2D）制造方法的一种有吸引力的替代方案。通过快速扩展的打印方法库，增材制造具备生产具有真正3D架构复杂对象的强大功能。一般来说，可穿戴系统设计必须解决皮肤机械性能与刚性平面器件组件之间固有的不匹配问题。柔性材料化学的最新进展为3D打印方法用于可穿戴设备制造奠定了基础。然而，由于适合打印高分辨率微流控器件的主要材料化学成分（即甲基丙烯酸酯基树脂）的杨氏模量很高，因此利用3D打印方法制造表皮微流控器件仍然很受限制。目前制造皮肤界面3D打印微流控器件的努力方向是使用替代打印方法，例如，熔融沉积建模法和直接墨水书写法等，这些方法支持低模量材料的制造，但代价是打印机分辨率（>200 μm）。对于表皮微流控器件而言，理想的制造方案是使用基于树脂的打印方法来制造具有与传统方法特征尺寸相当的并且具有生物相容性形状的器件。这种方法将用真正的3D器件架构改变流体设计领域，同时实现快速、迭代的设计过程，促进个性化器件定制，并降低小批量生产的成本。近期，来自美国夏威夷大学（University of Hawaii）的研究人员报道了一种“集汗器（Sweatainer）”系统，该系统引入了一种增材制造方法来制造表皮微流控器件，以用于收集和分析汗液。该增材制造方法可以实现微流控通道和流体控制组件（如阀门）的真正3D设计。此外，对打印参数的详细表征和优化为制造光学透明度更高、特征尺寸小于100 μm的微流控器件提供了可行的路径。相关研究成果以“Skin-interfaced microfluidic systems with spatially engineered 3D fluidics for sweat capture and analysis”为题，发表于Science Advances期刊。Sweatainer系统由一个由封闭通道和非密封储层组成的3D打印微流控网络、一个PDMS储层封盖层和一个由超薄生物医学粘合剂制成的衬垫组成。在完成器件的粘合前引入染料或比色测定，可以分别实现汗液可视化和氯化物的浓度分析。此外，该系统的一个关键特点是使用增材制造方法实现完全3D的单片微流控设计，包括复杂的非平面内部通道结构、空间渐变几何形状和3D毛细管爆破阀（CBVs）。毛细管爆破阀是许多表皮微流控平台中汗液生物标志物序列分析的关键组成部分。由物理（如汗腺密度）、生理（如运动和情绪）和外部因素（如温度和pH）引起的出汗率的时间动态变化会导致分析物浓度的相应变化。当流体压力低于设计阈值（爆破压力（BP））时，毛细管爆破阀可以阻止流体流动；当流体压力超过爆破压力时，毛细管爆破阀立即爆破。其中，毛细管爆破阀的爆破压力由阀门几何形状控制，而无需使用执行器或可移动组件。与平面毛细管爆破阀相比，3D制造扩展了毛细管爆破阀的设计空间，可以更好地控制由此产生的爆破压力。同理，空间渐变几何形状的设计通过允许微流控通道和储层之间的连续过渡，可以提高汗液收集效率。图1 用于收集和分析汗液的3D打印表皮微流控器件的原理图和光学照片图2 用于连续汗液分析的3D毛细管爆破阀（CBVs）的设计随后，研究人员使用静态骑车的场景研究方法对Sweatainer系统的汗液检测性能进行了研究，包括多重样品收集性能和氯化物浓度的原位比色分析性能。研究结果表明，所设计的Sweatainer系统可以实现原始汗液样本的多重收集，并降低收集过程中样本污染的风险。此外，该系统是一种可行的基于比色法的生物标志物分析平台，其报告值与现有的临床方法相当。图3 Sweatainer系统的场景研究总体而言，Sweatainer系统为汗液研究提供了一系列可能性，包括远程诊断和居家诊断、用于未来临床研究的生物银。行，以及将汗液分析整合到现有的临床化学方法中。此外，利用增材制造方法制备的Sweatainer，可以实现几何形状的定制，并简化集成到临床工作流程中，进一步增强了平台的潜力，促进了超低浓度汗液生物标志物的量化。未来的研究将寻求通过设计的优化，在更剧烈和动态的身体活动中，通过开发能够支持更广泛的体力消耗的优化设计，来研究汗液收集平台在临床应用之外的通用性。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。原文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.adg4272来源：MEMS

近年来开发了许多用于医疗保健的软性电子设备，它们提供了包括生物信号检测、健康监测、神经刺激、脑机接口等一系列的功能。为了实现可伸展性，电路和互连是通过将刚性导电材料图案化为蛇形几何形状或使用内在可伸展的导体。然而，弹性体和生物组织的力学和化学特性不匹配的情况不可避免地存在，这可能导致免疫反应，损害电子产品的功能。基于水凝胶的电子器件可以与生物组织有内在的相似性，在生物医学应用中具有潜在的用途。理想情况下，这种水凝胶电子器件应该提供可定制的三维电路，但用现有的材料和制造方法制作封装在水凝胶基质中的复杂三维电路是具有挑战性的。鉴于此，西湖大学周南嘉、陶亮团队报告了使用基于可固化水凝胶的支撑基质和可拉伸银水凝胶墨水的水凝胶电子器件的三维打印。支撑基质具有屈服应力流体行为，因此移动打印机喷嘴产生的剪切力会产生暂时的流体状状态，从而可以在银水凝胶墨水电路和电子元件的基质中准确放置。印刷后，整个矩阵和嵌入式电路可以在 60°C 下固化，形成柔软（杨氏模量小于 5 kPa）和可拉伸（伸长率约为 18）的单片水凝胶电子器件，而导电油墨表现出约1.4×103 S cm-1。研究人员进一步使用该三维打印方法来创建应变传感器、电感器和生物电极。相关研究成果以题为“Three-dimensional printing of soft hydrogel electronics”发表在最新一期《Nature Electronics》上。本文第一作者为西湖大学Hui Yue 与Yao Yuan 。【EM3DP的材料设计】作者通过利用海藻酸盐-PAM双网络水凝胶的正交交联机制开发了一种可固化的水凝胶基质：海藻酸盐链与Ca2+形成离子交联，而PAM网络是由丙烯酰胺和交联剂通过自由基聚合共价交联形成的（图1a）。然后将这种离子交联的凝胶粉碎、过滤和脱气，以产生平均直径约为20μm的透明的水凝胶微粒，并表现出屈服应力流体行为；并将它作为EM3DP的支持基质（图1b）。接下来作者通过将准备好的支撑基质凝胶与5μm大小的Ag薄片以及甘油和水溶性聚合物（例如聚乙烯吡咯烷酮）混合来开发导电油墨（图1a），EM3DP在定制的直接墨水书写平台上进行（图1b）。印刷后，水凝胶在60°C下加热以触发PAM的自由基聚合，固化整个基质和嵌入式电路（图1c（i），（ii）），Ag薄片在水凝胶中形成渗透通道，在墨水和基质之间没有观察到明显的接缝（图1c(iii)，(iv)）。如图1d所示，固化后的嵌入电路的水凝胶可以承受较大程度的拉伸和扭曲，一旦应力消除，可以完全恢复到原来的形状。图1e进一步证明EM3DP在制造自由形式3D结构方面的能力。图 1. 通过 EM3DP 制造水凝胶电子器件【基质和导电油墨的流变特性】在固定的交联剂/单体质量比下，无论藻酸盐含量如何，所有支撑基质都表现出剪切稀化行为（图2a），并且它们的粘度、储能模量（G'）和损耗模量（G”）随着藻酸盐含量从0.99%上升到2.31%（图2b）。藻酸盐含量为0.99%的基质像液体一样流动，而藻酸盐含量为1.65%和2.31%的基质表现为凝胶（图2c）。考虑到其中间的流变特性，使用藻酸盐含量为1.65%的基质凝胶来制备导电油墨。将Ag薄片添加到基质凝胶中会增加其粘度（图2d）)，表明Ag薄片既充当导电填料又充当流变改性剂。与原始基质凝胶相比，1.5×Ag墨水（Ag/水凝胶质量比=1.5）显示出大约十倍的粘度增加，而其剪切稀化行为保持不变。随着Ag/水凝胶质量比从0增加到1.5，墨水的G'和G”值也显示出大幅增加（图2e）。作者通过优化打印参数，包括压力和喷嘴移动速度，可以精确控制打印出的墨丝宽度与喷嘴内径一致（图2f），并且所有灯丝都呈现出近乎圆形的横截面。打印的长丝在热固化过程中没有表现出明显的形状变化或起泡。图 2. 支撑基质和导电油墨的流变特性【固化水凝胶基质的机械性能】图3a、b比较了通过传统的一锅法（非粉碎）和本文方法（粉碎）制备的藻酸盐-PAM水凝胶在固定交联剂/单体质量比和不同藻酸盐含量下的拉伸应力-应变曲线。随着藻酸盐含量从0.99%增加到2.31%，未粉碎和粉碎水凝胶的拉伸杨氏模量分别从5.35增加到7.69kPa和从2.80增加到3.71kPa（图3c）。在固定的藻酸盐含量(1.65%)下，将水凝胶的交联剂/单体质量比从0.016%提高到0.082%会导致拉伸杨氏模量从3.05略微增加到3.30kPa，但λ从11.3大幅提高到19.5（图3e、f）。图 3. 固化水凝胶基质的拉伸机械性能【导电油墨的电性能】作者制备了具有随机和分离分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料。具有随机分散的Ag薄片的复合材料未能形成相互连接的导电通路（图4a）。相反，在分离的复合材料中，Ag薄片在水凝胶域之间的边界处密集堆积并彼此紧密接触（图4a（右红线））。结果，随着Ag/水凝胶质量比分别从0增加到0.5、1.0和1.5，分离的Ag-水凝胶复合材料的电导率从1.5×10–3增加到2.1×101、4.0×102和1.4×103 S cm–1（图4b）。在相同的Ag/水凝胶质量比（0.5、1.0和1.5）下，具有随机分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料的电导率分别仅为6.9×10–3、6.9×101和3.4×102 S cm–1。作者接下来表征了Ag-水凝胶复合材料在拉伸应变下的电性能（图4c）。作者使用0.5×Ag、1.0×Ag和1.5×Ag的油墨印刷了线宽为250μm、长度为18mm的线性水凝胶电阻，显示初始电阻（R0）分别为246.5、10.9和3.7 Ω（图4d）。在慢速（5mm/s）循环拉伸试验（300%的应变）下，1.5×Ag电阻的R/R0值在前50个循环中从2.7略微增加到3.1，但之后保持稳定（图4e）。打印的气动执行器可以通过测量曲率传感器的R/R0变化来检测（图4g，f）。图 4. Ag-水凝胶导电油墨和印刷的可拉伸水凝胶电子器件的电特性【功能性水凝胶电子产品的制造及生物医学应用】为了说明EM3DP技术的多功能性，作者制造了一系列不同的水凝胶电子设备：电阻传感器、配备曲率传感器的执行器、电感器和生物医学电极。印刷设备表现出出色的机械稳定性和电气性能（图5a-f），以及与外部环境（如商业组件、设备引线和生物组织）的简单和保形接口（图6a-k）。与现有的水凝胶电子产品制造方法相比，本文的材料和制造方法可提供高精度、可设计性和自动化。因此，该方法应该为用于诊断和治疗设备的柔软、可定制的3D水凝胶电子设备开辟新的设计可能性。图 5. 功能性水凝胶电子器件的制造图 6. 3D 打印全水凝胶电极的生物医学应用【小结】作者报告了使用可固化的基于水凝胶的支撑基质和导电银（Ag）水凝胶墨水的水凝胶电子的EM3DP。颗粒状的离子交联水凝胶表现出一种屈服应力的流体行为，使其能够适应具有高导电性（1.4×103 Scm-1）和伸展性的导电油墨的沉积。当喷嘴产生的剪切应力大于屈服应力时，3D打印机喷嘴的运动会使水凝胶基质过渡到暂时的流体状态，然后再返回到固体状态。打印后，基质和墨水可以通过激活共价交联机制而固化在一起，从而形成柔软（杨氏模量，。作者使用3D打印方法来创建一系列基于水凝胶的电子设备，包括应变传感器、配备曲率传感器的执行器、电感和生物医学电极。发光二极管（LED）和射频识别（RFID）芯片等电子元件也可以通过自动混合打印工艺轻易地纳入电路中，以扩大打印设备和电路的功能。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41928-022-00887-8摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。

将宏系统与微系统连接起来进行在线检测在不同的生物技术过程中非常重要，因为其可以在小尺度上实现过程参数的精准监测，并最终改进过程控制和优化方案。此外，它还允许对样本进行连续监测，而无需人工采样和分析，从而提高生产效率和成本效益。近期，来自塞尔维亚诺维萨德大学（University of Novi Sad）的研究人员提出了一种用于液体分析物中葡萄糖传感的3D打印微流控（MF）芯片。该微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制备而成，并且集成了利用立体光刻（SLA）工艺制造的蛇纹微混合器以及用于商用DropSens电极的USB式集成的插槽。该微流控芯片显示出与生物反应器等宏系统连接的巨大潜力，可以直接在线监测液体样品中的质量参数。相关研究成果以“3D-Printed Microfluidic Chip for Real-Time Glucose Monitoring in Liquid Analytes”为题发表在Micromachines期刊上。图1 利用3D打印微流控（MF）芯片对液体分析物中葡萄糖进行检测的概念示意图图2 （a）微流控芯片的多层结构；（b）利用立体光刻（SLA）工艺打印的微流控通道的三维剖面；（c）集成DropSens传感器的微流控芯片在集成DropSens传感器的微流控芯片中，随着微流体的流动，葡萄糖分子在化学反应中被葡萄糖氧化酶（GOx）氧化。在一定时间内与目标介质完全混合后，反应的副产物过氧化氢（H₂O₂）被氧化，在一定电压下产生电化学信号。该研究中使用的丝网印刷工艺制造的三电极系统集成在微流控芯片内，采用金（Au）工作/对电极和银/氯化银（Ag/AgCl）参比电极，并且在0.9 V电压左右具有H₂O₂氧化峰。利用循环伏安法（CV）进行电化学检测，结果如图3所示。可以看出，H₂O₂的生成量随着葡萄糖浓度的增加而增加，从而导致输出电流呈指数增长。图3 微流控芯片中葡萄糖的电化学检测结果图4 （a）细胞培养基中不同浓度葡萄糖的计时电流检测结果，插图为用醋酸和酶稀释的培养基中葡萄糖检测的校准曲线；（b）在微流控芯片进样处的细胞培养基中葡萄糖浓度检测的校准曲线总体而言，本项研究所提出的3D打印微流控芯片在不同的生物医学应用中有几个潜在的优点。首先，血液中的葡萄糖浓度是监测血糖水平最广泛使用的指标，正常的血糖水平在0.7 mg/mL到1 mg/mL之间，高于这个水平可能表明患有糖尿病或其他潜在的疾病。唾液中也含有葡萄糖，但与血液相比，其浓度要低得多，通常在5 × 10⁻⁴ mg/mL ~ 10⁻³ mg/mL之间。唾液中的葡萄糖浓度不仅用于监测血糖水平的变化，也用于一些诊断测试。此外，尿中葡萄糖的浓度随血糖水平的变化而变化，根据血糖水平的不同，其范围为0 ~ 0.20 mg/mL或更高。该研究中所提出的微流控芯片的检测范围可以覆盖以上浓度范围，因此，它可以用于这些液体样品中葡萄糖浓度的检测。此外，由于该微流控芯片的流体系统的设计，葡萄糖氧化酶不需要与固体介质一起固定在基于金电极的传感器表面上，这一点是至关重要的，因为其可以免除一段时间操作后出现的冲洗问题。其次，该研究所提出的微流控芯片可以自动获取样本，而无需人工采样，并且可以对样本进行实时检测。此外，作为一种在线传感器，该研究所提出的微流控芯片可以监测细胞培养基中的营养物质，同时防止采样过程中培养基的潜在污染。最后，该研究所提出的微流控芯片可以根据pH值调整反应过程，因此可以应用于细胞培养过程中葡萄糖和pH值随时间变化的在线检测中。综上所述，该研究提出了一种新型的3D打印微流控芯片，该芯片集成了蛇纹微混合器和电化学传感器，用于检测液体分析物中葡萄糖浓度。该芯片具有样品和试剂用量少、灵敏度高、线性响应好等特点。因此，该3D打印微流控芯片显示了在生物反应器等宏系统中直接在线监测葡萄糖浓度和pH值随时间的变化的巨大潜力。所提出的平台在利用微系统监测宏系统（如生物反应器）相关参数的过程中具有很高的应用潜力。摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。原文链接：https://doi.org/10.3390/mi14030503来源：微流控