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跨界融合 查看详细>>

高精度仿生结构与微纳3D打印的跨界融合:从单一形态到集成功能的多维突破

在自然界中,万物有灵的精妙结构和卓越功能是激发人类创新研发的重要灵感来源。受昆虫复眼超宽视场角动态追踪能力启发,可构建用于机器人或无人机的视觉系统;参照海参肌肉生长结构特性,为用于治疗周围神经损伤(Peripheral nerve injury,PNI)的自体移植术提供了一种给高效策略。当然,在极寒地区生长的植物,其独特的微结构也称为科研人员关注的重点,例如受秦岭箭竹叶片的微沟槽结构启发,为极端天气下的公共能源系统提供了新型防护策略。

然而,传统仿生技术长期受限于制造工艺的精度不足与复杂结构实现难度,难以复刻生物系统的跨尺度、微结构等功能特性。近年来,微纳3D打印技术通过高精度结构制造、多材料协同打印与动态性能调控三大核心能力,正在推动仿生系统从单一形态模仿到功能集成创新,成为连接生物启发设计与工程应用的关键纽带。

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微型机器人新进展,微纳3D打印加速破解制造难题

微型机器人(Microbotics)是一种尺寸在毫米至微米级的智能装置,能够将外界能量转化成主动运动的微小型器件。随着生物医疗、材料科学、微机电系统、微纳米技术等高精尖技术的融合发展,关于微型和纳米机器人的新兴科学逐步取得突破。从概念设计到模型验证,其在生物医学和工业领域彰显了广阔应用前景。例如在精准医疗,可用于人体血管、肠道等狭窄环境,执行靶向药物递送、血栓清除、组织修复等高难度任务。在工业领域,可用于复杂环境监测,以及精密部件的组装,有效提高作业效率。此外,还可用于高端制造、灾难救援、军事等行业。

微型机器人具有高度集成、小型化、性能稳定、精准操控等特性,微纳3D打印在高精度、高稳定性、材料兼容、快速成型等兼具技术优势,正在成为实现微型机器人构建的重要支撑。摩方精密深耕微纳3D打印技术研发与装备制造,凭借创新的面投影微立体光刻(PμSL)技术,将3D打印精度提升至2μm(相当于人类头发丝直径的1/40)兼具高标准公差控制力,为微型机器人制造提供了一种高效能生产制造工具,助力众多科研团队突破“尺寸极限”,制造出多功能集成、轻量化、高强度的微型机器人结构。

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蛋白基水凝胶微针,婴幼儿血管瘤治疗新突破

婴幼儿血管瘤(IH)是婴幼儿最常见的血管肿瘤,头部、面部等关键部位的病灶易引发溃疡、瘢痕及功能障碍,需早期干预。目前临床常用的局部噻吗洛尔(TIM)治疗存在透皮效率低(仅 10-20% 药物穿透皮肤)、用药频率高(每日 3 次)、疗效不稳定等问题。传统透皮贴剂、乳膏等因皮肤屏障限制,难以维持有效药物浓度,而口服普萘洛尔虽有效但存在全身毒性风险(如肾损伤、中枢神经系统副作用)。因此,开发高效、低毒的局部给药系统是 IH 治疗的关键突破方向。

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