年度回顧|摩方精密2024年度最具影響力文章TOP10

2024年，微納3D打印技術(shù)在各領(lǐng)域展現(xiàn)了其變革性的影響，滿足科研微觀層面上快速制造復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，極大程度地豐富了學(xué)術(shù)界研究成果的產(chǎn)出，同時(shí)也進(jìn)一步拓寬了生物醫(yī)療、微機(jī)械、仿生學(xué)、傳感技術(shù)、材料科學(xué)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，為我國科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了強(qiáng)有力的支撐。

根據(jù)國際公認(rèn)的期刊影響因子評(píng)價(jià)體系，摩方精密精選出了2024年在其公眾號(hào)發(fā)布的TOP10最具影響力的文章。該系列文章中飽含深度見解和前瞻理念，為學(xué)術(shù)探索提供了明確的方向。在此，邀請(qǐng)您參與這一知識(shí)回顧之旅，共同見證科學(xué)家們?nèi)绾瓮七M(jìn)多元化創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展。

01
可注射超聲傳感器

■ 發(fā)表期刊：《Nature》IF：50.5
■ 研究團(tuán)隊(duì)：華中科技大學(xué)臧劍鋒教授、姜曉兵教授以及新加坡南洋理工大學(xué)陳曉東教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1038/s41586-024-07334-y

該研究研發(fā)出一種創(chuàng)新型可注射超聲凝膠傳感器。這種名為"超聲超凝膠"的傳感器是由雙網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的水凝膠基質(zhì)和內(nèi)部周期性排列的空氣孔道組成，體積僅為2×2×2mm3。這種可注射傳感器是研究團(tuán)隊(duì)采用摩方精密nanoArch® S140（精度：10 μm)加工模具后，經(jīng)水凝膠翻模制備而成。

該傳感器有望克服傳統(tǒng)有線傳感器存在的感染風(fēng)險(xiǎn)和術(shù)后并發(fā)癥等問題，大幅提升了患者的就診便捷性，并為智能醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的活力。

02
仿樹蛙腳蹼的可穿戴柔性電極

■ 發(fā)表期刊：《Advanced Materials》IF：27.4
■ 研究團(tuán)隊(duì)：西安交通大學(xué)邵金友教授、田洪淼教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1002/adma.202404761

本項(xiàng)研究提出了一種仿樹蛙腳蹼的非侵入式柔性可穿戴電極，用于生理電信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)。該柔性電極是使用摩方精密nanoArch® S130 (精度：2 μm)高精度3D打印系統(tǒng)加工模具后使用導(dǎo)電復(fù)合材料翻模制備而成。

該仿生電極可以實(shí)現(xiàn)在干/濕皮膚表面的穩(wěn)定粘附，且兼具高透水透氣性、長(zhǎng)時(shí)間穿戴舒適性及穩(wěn)定的低接觸阻抗等優(yōu)點(diǎn)，有望促進(jìn)生理電信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)檢測(cè)的廣泛應(yīng)用。

03
本征型窄帶藍(lán)色室溫磷光材料

■ 發(fā)表期刊：《Advanced Materials》IF：27.4
■ 研究團(tuán)隊(duì)：西北工業(yè)大學(xué)黃維院士、于濤教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1002/adma.202412468

該團(tuán)隊(duì)成功地設(shè)計(jì)并合成了一系列新型窄帶發(fā)光分子吲哚并吩噻嗪衍生物，命名為Cphpz、1O-Cphpz和2O-Cphpz。為了闡明產(chǎn)生窄帶磷光的內(nèi)部機(jī)制，團(tuán)隊(duì)對(duì)化合物進(jìn)行了單晶分析和密度泛函理論計(jì)算，并利用摩方精密nanoArch® P150（精度：25 μm）制備了一系列相關(guān)的精細(xì)模型與獨(dú)特的光基微流控芯片。

這項(xiàng)研究為設(shè)計(jì)窄帶室溫磷光材料提供了一種簡(jiǎn)單有效的策略，且為此種材料開辟了新的平臺(tái)，促進(jìn)其在高分辨率3D打印傳感、多層信息加密等領(lǐng)域的應(yīng)用。

04
裝載工程一氧化氮釋放納米載體的多功能微針貼片

■ 發(fā)表期刊：《Advanced Materials》IF：27.4
■ 研究團(tuán)隊(duì)：武漢大學(xué)藥學(xué)院黎威教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1002/adma.202413108

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種裝有工程化NO釋放納米載體 （RE@SA-Con A/SNO NPs）的新型多功能微針貼片，用于慢性傷口的靶向和協(xié)同治療。

該微針貼片（RE@SA-Con A/SNO MNs）是利用摩方精密microArch® S240 （精度：10 μm）加工模具后經(jīng)PDMS翻模制備而成的，由聚乙烯醇（PVA）、蔗糖、RE@SA-Con A/SNO納米粒子制成。在MNs的幫助下，NPs直接穿透細(xì)菌生物膜并高效遞送至感染的傷口組織，表現(xiàn)出優(yōu)異的消除有害細(xì)菌能力，為慢性傷口治療提供了良好的示范作用。

05
基于半球形納米線陣列的超寬視場(chǎng)針孔復(fù)眼

■ 發(fā)表期刊：《Science Robotics》IF：26.1
■ 研究團(tuán)隊(duì)：香港科技大學(xué)范智勇教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1126/scirobotics.adi8666

研究者開發(fā)了一種獨(dú)特的針孔復(fù)眼（PHCE）系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了3D打印的蜂窩狀光學(xué)結(jié)構(gòu)和半球形的全固態(tài)高密度鈣鈦礦納米線（PNA）光電探測(cè)器陣列。

研究借助摩方精密nanoArch® P140（精度：10 μm）制備了對(duì)應(yīng)幾何參數(shù)的針孔陣列，并與半球殼的凸面共形。這種獨(dú)特的空中-地面協(xié)作機(jī)器人互動(dòng)展示了PHCE系統(tǒng)在未來多機(jī)器人協(xié)作和機(jī)器人群技術(shù)開發(fā)中的潛在應(yīng)用前景。

06
具有長(zhǎng)效抗菌效果的活性益生菌微針貼片

■ 發(fā)表期刊：《Bioactive Materials》IF：18
■ 研究團(tuán)隊(duì)：武漢大學(xué)藥學(xué)院黎威教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1016/j.bioactmat.2024.05.008

該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)了一種具有長(zhǎng)效抗菌效果的活性益生菌微針貼片，用于治療慢性感染傷口。該微針貼片是利用摩方精密 microArch® S240 （精度：10 μm）加工模具后經(jīng)PDMS翻模制備而成。

新型且生物相容性良好的益生菌微針貼片，具有長(zhǎng)效抗菌作用，可促進(jìn)感染傷口的愈合，在消除有害細(xì)菌和促進(jìn)傷口閉合方面表現(xiàn)出更好的效果，同時(shí)減少炎癥、增強(qiáng)組織再生和血管生成，這對(duì)慢性感染傷口的治療具有巨大潛力。

07
仿生海參微針神經(jīng)導(dǎo)管

■ 發(fā)表期刊：《ACS Nano》IF：15.8
■ 研究團(tuán)隊(duì)：蘭州大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院范增杰教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1021/acsnano.4c00794

本項(xiàng)研究設(shè)計(jì)開發(fā)了一種具有海參仿生特性的微針神經(jīng)導(dǎo)管（MNGCs），用于PNI及其導(dǎo)致的肌肉萎縮的協(xié)同高效治療。該MNGCs是由摩方精密 microArch® S230 （精度：2 μm）高精度3D打印系統(tǒng)加工模具后經(jīng)PDMS翻模制備而成。

具有海參仿生特性的PZG-MNGCs能高效產(chǎn)生并傳導(dǎo)壓電ES，最終在協(xié)同緩解肌肉萎縮和促進(jìn)神經(jīng)再生中取得了相當(dāng)接近自體移植治療這一“金標(biāo)準(zhǔn)”的治療效果，為未來周圍神經(jīng)修復(fù)領(lǐng)域解決方案提供新可能。

08
超快響應(yīng)電容型電子皮膚

■ 發(fā)表期刊：《Nature Communications》IF：14.7
■ 研究團(tuán)隊(duì)：南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系郭傳飛教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系王柳教授、中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司陳迎春研究員研究團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1038/s41467-024-47408-z

該聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了一種超快響應(yīng)的電容型電子皮膚。團(tuán)隊(duì)采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）高精度3D打印系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了微錐結(jié)構(gòu)模板的高精度打印（直徑：50 μm，高度：40 μm），并結(jié)合倒模技術(shù)制備了柔性PDMS-CNTs微結(jié)構(gòu)介電層。

團(tuán)隊(duì)通過深入研究微結(jié)構(gòu)界面的能量耗散對(duì)電容型柔性壓力傳感器響應(yīng)-恢復(fù)速度的影響，并采用微結(jié)構(gòu)界面的一體化粘接技術(shù)，將這類傳感器的頻率帶寬從數(shù)百赫茲擴(kuò)展至至少12500 Hz，為推動(dòng)電容型柔性壓力傳感器從動(dòng)態(tài)壓力檢測(cè)到聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路。

09
用于機(jī)械自監(jiān)控3D打印結(jié)構(gòu)的可調(diào)余輝

■ 發(fā)表期刊：《Nature Communications》IF：14.7
■ 研究團(tuán)隊(duì)：西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士、于濤教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1038/s41467-024-45497-4

本項(xiàng)研究提出將有機(jī)室溫磷光分子用于3D打印樹脂力學(xué)性質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的全新思路。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備兩種具有 "供體-受體-受體"（D-A-A'）構(gòu)型的高效有機(jī)室溫磷光分子DTPPAO 和 tBuDTPPAO，將DTPPAO分子以物理摻雜方式與HEA-AA光固化樹脂混合均勻制備具有力學(xué)性能自監(jiān)測(cè)的HEA-AA/DTPPAO光固化材料。

團(tuán)隊(duì)通過借助摩方精密nanoArch® P150（精度：25 μm）打印了一系列三維結(jié)構(gòu)，并成功應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，該成果為有機(jī)室溫磷光在結(jié)構(gòu)健康領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

10
高電導(dǎo)率、大變形光固化3D打印離子凝膠

■ 發(fā)表期刊：《Nature Communications》IF：14.7
■ 研究團(tuán)隊(duì)：南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系葛锜教授團(tuán)隊(duì)
■ DOI：10.1038/s41467-024-50797-w

南方科技大學(xué)團(tuán)體開發(fā)了一種高電導(dǎo)率、大變形的光固化離子凝膠，通過采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）高精度3D打印系統(tǒng)，打印出寬度為5 μm的高精度線條，以及特征尺寸為50 μm的復(fù)雜三維Gyroid結(jié)構(gòu)，并利用摩方精密microArch® S240（精度：10 μm）3D打印系統(tǒng)制備了大尺寸的Octet truss結(jié)構(gòu)。

通過光聚合誘導(dǎo)的微相分離策略，離子凝膠內(nèi)部形成了導(dǎo)電納米通道和交聯(lián)聚合物骨架交錯(cuò)分布的雙連續(xù)相納米結(jié)構(gòu)，在不犧牲材料力學(xué)性能的前提下，將離子凝膠的電導(dǎo)率提高到了3.2 S/m，在醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)和臨床診斷方面具有很大的應(yīng)用潛力。

2025年，摩方精密將繼續(xù)堅(jiān)守"創(chuàng)新和服務(wù)"宗旨，致力為全球客戶提供微米級(jí)3D打印技術(shù)、多樣化的新材料選擇以及創(chuàng)新智能的應(yīng)用解決方案。不斷提升技術(shù)支持和產(chǎn)品服務(wù)的質(zhì)量與效率，通過深入整合“產(chǎn)學(xué)研”資源，以先進(jìn)3D打印技術(shù)賦能創(chuàng)新科技研發(fā)與孵化、推動(dòng)研究成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化、快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地等多環(huán)節(jié)鏈路，為我國高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)向上突圍貢獻(xiàn)一份力量。