摩方精密2024年科研文章汇总（上）

在追寻科学真理的征途上，不同领域的研究者们持续积累知识与智慧，每一项科研成果都代表着对自然法则和社会发展更深层次的洞察。

2024年，摩方精密凭借超高精度的3D打印技术赋能，为众多科研探索提供了坚实的动力支撑，使得科研工作者得以在各个学科领域深耕细作，取得了众多具有划时代意义的研究成果。

本次科研成果汇总，涵盖了生物医疗、微机械、微流控、仿生、超材料、新材料、新能源、太赫兹等领域的科研成果，这不仅是对科研活动的全面梳理，更是对未来科研趋势的可视化预测。

生物医疗

可穿戴微针贴片
■ 发表期刊：《Aggregate》
■ 研究团队：深圳大学苏磊课题组
■ DOI：10.1002/agt2.671

该课题组研发了一种卷积神经网络增强的智能可穿戴微针阵列比色传感器，能够独立检测体内组织液中的钠离子和尿酸水平变化。该传感器利用负压辅助微针阵列集成纸基比色检测系统，以实现高效、无创的组织液采集与分析。

团队使用摩方面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术（nanoArch® S140，精度：10μm）对双通道空心微针阵列进行打印，实现了高精度的微针尖端和空心通道打印效果，确保其检测性能、机械强度和重复使用性。

可穿戴微针阵列比色传感器

双层给药微针用于治疗感染伤口
■ 发表期刊：《Chemical Engineering Journal》
■ 研究团队：中国科学技术大学精密机械与仪器系徐晓嵘教授、中国科学技术大学苏州高等研究院胡祥龙教授研究团队
■ DOI：10.1016/j.cej.2024.154076

该研究团队合作开发了一种能够同时装载PB和CUR的多功能微针，通过团队采用摩方精密microArch® S230（精度：2μm）3D打印设备，实现了微锥结构模板的高精度打印（直径：50 μm，高度：40 μm），并通过翻模技术制备了PDMS模具。

该类微针在高湿度环境中表现出色，通过装载CUR的药物层成功解决了药物输送的难题，为未来的临床应用提供了广阔的前景。

多功能微针的制备和形态

结合多功能纳米颗粒和活菌的双层微针贴片
■ 发表期刊：《Small》
■ 研究团队：武汉大学药学院黎威教授课题组
■ DOI：10.1002/smll.202409121

黎威教授团队设计开发了一种结合多功能纳米颗粒和活菌的双层微针贴片用于长效治疗特应性皮炎。

该微针贴片是利用摩方microArch® S240 （精度：10 μm）3D打印设备加工模具后经PDMS翻模制备而成的。这项研究不仅展示了微针贴片在药物递送领域的巨大潜力，更为患者提供了更为便捷、有效的治疗手段。

Bs/CET@PB MN 贴片

自植入壳核结构微针贴片
■ 发表期刊：《Small》
■ 研究团队：武汉大学药学院黎威教授课题组
■ DOI：10.1002/smll.202310461

该课题组设计了一种具有核-壳结构的眼部微针贴片，用于协同治疗细菌性角膜炎。这种微针贴片含有pH响应性Ag@ZIF-8 NPs和抗炎抗血管生成的药物。

该微针贴片是利用摩方精密microArch® S240（精度：10μm）3D打印设备加工模具后经PDMS翻模制备而成，为细菌性角膜炎的治疗提供了一种有前景的方法。

核壳MN贴片的表征

Transwell集成化类器官芯片
■ 发表期刊：《Small》
■ 研究团队：中南大学湘雅医院皮肤科、中南大学机电工程学院、重庆大学三峡医院等研究团队
■ DOI：10.1002/smll.202308525

该研究提出了一种用于评估肿瘤转移性的肿瘤类器官芯片。该芯片可以模拟人体内肿瘤生长和转移的生理过程，能够有效评估患者肿瘤细胞的侵袭能力和生长能力。

团队使用nanoArch® S140( 精度：10 μm）制作了芯片腔室的六边形支架，并使用激光切割技术制造了芯片主体，最终装配成了集成Transwell单元的仿生肿瘤类器官芯片，为研究肿瘤的转移性以及相应的肿瘤治疗和药物研究提供了重要的工具。

Transwell集成的肿瘤类器官芯片

基于医用胶带的无衬底可溶倒钩微针
■ 发表期刊：《Journal of Controlled Release》
■ 研究团队：北京大学李志宏教授课题组
■ DOI：10.1016/j.jconrel.2024.02.009

该团队通过使用摩方microArch® S240（精度：10 μm)制备出3D打印主模具，随后使用Ecoflex制备出负模具，通过优化操作流程，最终制备出基于医用胶带的可溶倒钩微针阵列。

通过比较不同倒钩结构的粘附力，最终选取了合适的倒钩结构用于活体实验，结果证明了带有倒钩结构的微针阵列在药物递送时具有更深的刺入深度和更高的药物递送效率。

工艺流程图和器件成品图

可穿戴垂直石墨烯微针生物传感器
■ 发表期刊：《Analytical Chemistry》
■ 研究团队：深圳大学张学记、许太林、刘轻舟课题组
■ DOI：10.1021/acs.analchem.4c00960

课题组研发了一种基于微针的生物传感器，它能够实时监测间质酮和葡萄糖，可用于对保持生酮饮食的人进行主动健康管理。这种生物传感器由3D打印的微针和垂直石墨烯电极构成，可实现间质液标志物的双重检测。

研究团队利用摩方nanoArch® S140（精度：10 μm）成功制备了微针阵列，其尺寸为15.75 mm×15.75 mm。该研究有助于促进生酮饮食在肥胖症、癫痫、糖尿病和阿尔茨海默病等疾病治疗中的应用。

微针生物传感器原理图及图像

微流控
挤出头调控纤维内部周期性结构
■ 发表期刊：《Additive Manufacturing》
■ 研究团队：西湖大学工学院周南嘉团队
■ DOI：10.1016/j.addma.2024.104234

西湖大学工学院周南嘉团队提出了一种模块化策略设计挤出头，利用多材料直写工艺挤出具有可调控周期性结构的纤维，并用来制造具有空间可编程周期性结构的 3D 物体。不同功能的模块可以通过串联，并联，串并联等不同的方式进行连接组装，用来制备具有层状结构和棋盘结构的多材料纤维。

该挤出头是利用摩方nanoArch® P140和S140 高精度DLP 3D打印设备（精度：10 μm）一体化成型制造而成。通过模块化平台策略，极大的简化了挤出头设计的难度，提高了具有周期性结构纤维的加工效率。

模块化挤出头和打印结构

微流控声空化器件
■ 发表期刊：《Nano Letters》
■ 研究团队：中南大学湘雅医院皮肤科、芙蓉实验室、中南大学机电工程学院等研究团队
■ DOI：10.1021/acs.nanolett.4c02114

该研究发明了一种可控微流控声空化策略，该方法有助于在不改变流率比（FRR）的条件下精确调节脂质体药物的粒径分布。

团队使用摩方nanoArch® S140（精度：10 μm）制作了微流控混合芯片。该方法制备的不同粒径分布的脂质体药物在荷瘤动物和黑色素瘤患者衍生的类器官模型中，均表现出差异性的药物分布和抗肿瘤功效，揭示了该方法在调节药效学和药代动力学方面具有巨大的应用潜力。

微流控声空化器件

适配体修饰的脂质体探针
■ 发表期刊：《SENSOR ACTUAT B-CHEM》
■ 研究团队：中南大学陈泽宇课题组
■ DOI：10.1016/j.snb.2024.136538

该研究探讨了通过微流控技术制备适配体修饰的脂质体探针，并将其应用于瞬态三重态差分光声成像中的方法与成果。研究中使用了摩方nanoArch® S140，制造了低成本且高效的微流控混合芯片。

这种新型探针在癌症诊断和治疗中具有良好的应用前景，为未来生物医学成像探针的研发提供了可行的低成本解决方案。

微流控芯片的设计

透析功能化微流控平台
■ 发表期刊：《COLLOID SURFACE B》
■ 研究团队：中南大学陈泽宇教授课题组
■ DOI：10.1016/j.colsurfb.2024.113829

该研究发明了一种透析功能化微流控平台，该平台有助于在脂质体制备的同时进行透析这一纯化过程。作者利用三维螺旋微混合流道，并通过摩方nanoArch® S140制作了微流控混合芯片和透析芯片。

与传统透析方法相比，DFMP制备的脂质体显示出更高的EE和更窄的尺寸分布。此外，体内光声（PA）成像验证了制备的脂质体的优异性能。

透析功能化微流控平台

壁式微混合器
■ 发表期刊：《PHYSICS OF FLUIDS》
■ 研究团队：鲁东大学陈雪叶教授团队
■ DOI：10.1063/5.0239840

团队合作开发了一种基于海岸带分形的壁式微混合器，实现了精准控制脂质体的制备。该研究以微通道侧壁的挡板结构作为混合单元，并采用交错的双侧壁交叉排列布局，极大地提升了混合效率。

团队采用摩方nanoArch® P150（精度：25 μm）3D打印设备，实现了微通道结构模具的高精度打印。研究通过数值模拟和实验验证了其高效混合性能，并应用于脂质体的制备中，为微流控技术在生物医学领域的应用提供了新的思路和方法。

PWFB微混合器的设计模型

微机械
可重构多级整流器
■ 发表期刊：《Advanced Science》
■ 研究团队：香港大学机械工程系Alan C. H. Tsang教授团队
■ DOI：10.1002/advs.202405641

团队提出了一种简单、可调的三维液体操控范式，通过耦合可重构分级整流器和预编程静态磁场，实现了固液界面能的灵活调控。团队采用摩方精密microArch® S240（精度：10 μm）3D打印设备，制备了整流器模板，并结合翻模技术制备了样品。

这种新范式支持基于简化系统的多模态、高灵活性和易拓展的液体操控，不仅消除了对外场实时控制需求，还显著增加了结构化界面对液体操控的可能性，从而打破了传统液体操控的局限性，为下一代液体检测设备、微流体器件和自动生化平台等应用奠定了基础。

整流器的加工与表征

磁控柔性驱动器
■ 发表期刊：《Small》
■ 研究团队：清华大学深圳国际研究生院弥胜利教授课题组
■ DOI：10.1002/smll.202310009

团队报道了一种像素组装式的磁控柔性驱动器的制备工艺，可应用于低成本、可回收、可重编程的磁控驱动器的构建，实现定制化结构变形与仿生运动。

研究中的微针阵列由摩方精密microArch® S230（精度：2μm）制备完成，12根微针均匀分布在圆环基底上，单个针体呈圆锥形毒牙状，底部直径为250μm，高度为450 μm。该研究通过集成微流控功能模块，可用于开关阀控制、曲率调节、动态芯片结构与液体药物输送机器人等。

像素化组装磁控柔性驱动器

基于数据驱动的柔性压力传感器逆向设计
■ 发表期刊：《PNAS》
■ 研究团队：南方科技大学郭传飞教授、香港大学方绚莱教授研究团队
■ DOI：10.1073/pnas.2320222121

研究团队合作提出了一种高效的逆向设计方法，通过引入降阶模型来限制设计范围，并提出了“跳跃选择”方法以提高数据筛选效率。团队采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）3D打印设备，实现了所设计的复杂凸起结构模板的高精度打印（最小横向宽度：10 μm，高度范围：10~73 μm）。

此外，所设计结构的线性响应还能够应用于多种不同材料和测试条件，证明了该方法的广泛适用性和有效性，为智能机器人、高级医疗和人机接口等多种应用场景提供了器件设计的技术途径。

柔性压力传感器正向与逆向设计方法

高灵敏与宽量程离电式压力传感器
■ 发表期刊：《Journal of Colloid and Interface Science》
■ 研究团队：杭州师范大学材料与化学化工学院朱雨田教授团队
■ 原文链接：10.1016/j.jcis.2024.04.191

团队基于麦芒仿生多级结构设计开发了一种兼具高灵敏和宽量程的离-电式压力传感器。该麦芒分层结构是利用摩方microArch® S240（精度：10 μm）3D打印设备加工模具后经聚乙烯醇（PVA）/磷酸（H3PO4）翻模制备而成。

该传感器可以设计成透明的智能手环和智能窗口，在健康监测、可穿戴电子设备和电子皮肤等方面具有应用潜力。

声学响应智能微针示意图

总结
2025年，摩方坚守以市场需求为导向，以服务优化为核心，以创新技术为驱动力，致力于为客户带来自动化、智能化、绿色化的全新操作体验，多端探索合作新机遇，同心同向共促先进制造业的高质量持续发展。

在后续篇章中，还将与大家继续探讨另外六个领域的科研成果：仿生学、超材料、新材料、太赫兹、新能源以及微纳制造应用。摩方诚挚邀请您持续关注我们的动态，一同见证科学进步与创新的突破性进展。