2025年盛夏，全球能源转型进程加剧：一方面，清洁能源投资持续升温，全球绿色基础设施建设提速；另一方面，区域间的发展鸿沟与结构性矛盾日益凸显。以中国为代表的新兴经济体正成为清洁能源产业的中坚力量——2024年中国清洁能源投资总额达到6250亿美元，连续十年全球居首，光伏、风电与储能技术构建起完整的全链条生态，带动其能源转型指数跃升至全球第12位。

在这一多维博弈背景下，微纳3D打印技术因具备高结构自由度、跨尺度制造能力优势正逐步成为能源科学中的突破变量。它不仅为电化学储能、绿色催化与微流控传质等关键子领域提供更精细、更功能化的结构构建手段，也正在重塑科研范式与工程实现路径。

近期，Nature、Chemical Engineering Journal 和 Advanced Science 等国际顶刊接连发表研究成果，展示了微纳3D打印在能量转化效率提升、反应界面调控以及多物理场响应等方面的显著潜力，预示其将在未来能源系统中扮演关键角色。

Nature Communications：微纳3D打印锥型结构表面，实现气泡快速收集

自由上升的气泡捕获超越了其起源于自然过程，例如潜水昆虫的呼吸和水生植物的气体交换，巩固了其在广泛行业中的重要性，包括海洋甲烷捕获、减阻、能量收集和水处理。通过将粗糙的纹理与低表面能材料相结合，在特征结构内形成气层，在亲气表面上实现显着的气泡吸附，将它们与不润湿但不一定吸收气泡的疏水表面区分开来。微/纳米级纹理，如凹坑 、凹陷或多孔结构，极大地增强了亲气表面，表现出超好气性，允许在第一次接触时快速捕获上升的气泡，而不是弹跳或逸出。

来自香港理工大学、上海交通大学的研究团队，受鼠尾草叶子的启发，其微锥利用了毛状体组件的独特规模，大小为数百微米。观察到这些特征有助于在与鼠尾草叶子初次接触时快速捕获气泡。尽管不同物种的精细顶点结构存在差异，但它们在气泡捕获方面都表现出很高的功效，达到低于 2.5 毫秒的时间。这种一致的性能促使研究团队更深入地研究微观结构夹住气泡的普遍机制。通过摩方精密面投影微立体光刻 3D 打印系统：nanoArch P140（精度：10微米）制造了微锥形结构表面，形成高约 600μm，底部半径约 346μm，间距 1 毫米的仿槐叶萍叶片表面的锥形毛状体。这些关于微观结构作用，将为亲气材料提供替代视角，实现从微流体到海底甲烷收集和减阻的广泛应用。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59049-x

Chemical Engineering Journal：以竹笋为灵感的超高锥形多孔蒸发器

太阳能驱动的海水蒸发对于淡水生产来说是可持续的，但受到水源、废物耐受性和耐久性的限制。来自哈尔滨工业大学的研究团队，提出一种以竹笋为灵感的多壁碳纳米管基复合材料锥形多孔蒸发法，该工艺在高盐度和污染条件下表现出超高水输送、高蒸发效率和拒盐性能。

利用摩方精密PμSL 3D打印系统：S140（精度：10微米），采用紫外光固化丙烯酸树脂和多壁碳纳米管组成的复合光热树脂，一体化制备仿竹笋多孔蒸发器空锥形多孔结构(BSCPE) ，中空间隙200-1000μm，表面分布多孔，孔径200-600μm。其仿生微通道的毛细管效应可以驱动高达 126.0 毫米的液体，为蒸发提供持续的供水并降低液体表面压力，从而提高蒸发效率。同时，三维结构产生温度梯度，诱发马兰戈尼对流，促进盐水从高浓度地区流向低浓度地区。这种对流和毛细管流体补充共同作用以维持盐浓度平衡，从而能够在 20 wt% 的盐水中长期海水淡化超过 200 小时。将有效实现长期海水淡化，从而有可能缓解全球水资源短缺问题。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.164253

Advanced Science：用于选择性油水分离的仿生微流控泵

由于社会快速进步，全球能源需求持续增长。石油作为一种重要的能源，在推动工业发展和提振国民经济方面发挥着不可或缺的作用。尽管原油泄漏很重要，但自然灾害、船舶碰撞和人为错误导致的原油泄漏频繁发生，对生态环境构成严重威胁，并导致大量能源损失。
大自然提供了许多功能结构，这些结构激发了各种应用仿生技术的发展。来自哈尔滨工业大学、中国科学院理化技术研究所和香港理工大学的研究团队，从黄瓜卷须弹簧的形态学特征中汲取灵感，设计开发一种仿生弹簧微通道（SMC），利用摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）3D 打印技术，实现柔韧性、拉伸性和高效的液体输送结构制备。所提出的仿生 SMC 具有连续的螺旋微观结构，可促进液体的定向流动和分离，并利用其他液体和气体不同的分子极性选择性地防止其他液体和气体的进入。弹簧式设计通过动态变形提高油水分离效率，对各种粘度和流量具有卓越的适应性，而其开放式结构可防止堵塞并确保可持续性能，并辅以模块化微通道设计，实现可扩展的工业集成。

这种简单但高效且精确的 3D 打印方法，可产生既可扩展又具有卓越分离效率的微流体结构，在分离甘油、石油等高粘度流体方面表现出卓越的效率。值得注意的是，这些仿生微通道被有效地用于分离被太阳能加热的原油，从而降低其粘度并展示实际应用潜力。

论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202503511

微纳3D打印技术在能源科学领域的应用，已不再局限于构型新颖的概念探索，而正在逐步演化为具有实用性的构建工具。在微观尺度、多材料体系下对结构的高精度控制，为提升能量密度、界面反应速率和系统稳定性提供了综合解决方案。

然而，从实验室研究走向大规模产业部署仍面临诸多挑战，推动材料科学、先进制造与能源工程的深度融合，将是下一阶段技术跃迁的关键。作为全球领先的微纳尺度3D打印技术提供商，摩方精密也将以持续突破的技术实力与开放协作的产业姿态，为下一代能源系统的创新注入源源不断的技术动能与场景连接力。