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Technical articles
更新时间：2026-02-09
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在探索科学真理的进程中，来自不同学科的科研人员不断汇聚知识与智慧，每一项科研成果的诞生，都标志着人类对自然规律和社会发展的理解迈上了新的台阶。
过去一年，摩方精密的超高精密微纳3D打印技术为众多前沿研究提供了关键的制造支撑，助力科研人员在各自领域深入探索，产出了一系列具有里程碑意义的创新成果。
此次年度成果梳理，范围横跨多个关键方向，不仅是对过去一年科研进展的系统总结，亦为洞察未来技术趋势提供了重要窗口。本文将聚焦仿生学、新材料、太赫兹、微机械、微流控、传感技术、超材料、力学研究与声学应用领域的突破（点击图片即可阅读全文）。
振动诱导仿生结构
■ 发表期刊：《Advanced Functional Materials》
■ 研究团队：南京航空航天大学姬科举副研究员/戴振东教授团队
■ DOI：10.1002/adfm.202516421
受蝗虫、蝈蝈等昆虫在倾斜甚至倒立树枝上稳定爬行机制的启发，研究团队开发出一种仿生梯度化曲率光滑垫结构。该结构在保有多界面适应性的同时，成功通过振动调控实现了黏附/摩擦性能的亚秒级黏脱切换。
研究者采用摩方精密的面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术（nanoArch® S140 Pro，精度：10μm），制备了四种参数可调的系列样品。该研究提出的“梯度分布-振动诱导"协同策略，成功实现了在倾斜、粗糙、振动与变温环境下黏附/摩擦性能的稳定附着与快速、可逆的切换，为发展适用于动态环境的“智能"末端执行器提供了新的思路。
拓扑弹性液体二极管
■ 发表期刊：《Science Advances》
■ 研究团队：武汉大学薛龙建教授、赵焱教授与香港理工大学王钻开教授团队
■ DOI：10.1126/sciadv.adt9526
该研究构建的拓扑弹性液体二极管（TELD）不仅能够实现液体的单向长程输运，还可对流动路径进行原位动态调控。TELD的创新之处在于利用正交方向力的竞争，实现对液体流向的精准按需操控，且可通过两种独立模式实现：一是在弹性基底层中施加机械应变，二是调节液体的注入速率。此外，TELD在电路的逻辑门控、微化学反应器及雾水收集等实际场景中展现出应用潜力。
作者通过microArch® S230（精度：2μm）3D打印系统制备了仿南洋杉叶片棘轮阵列硬模板，结合软印刷技术与基底预拉伸制备了TELD。调控TELD基底层的应变或液体注射速度实现了液体流动方向的可逆操纵，为微流控系统提供了一种动态控制新策略。
耦合锥梯度沟槽
■ 发表期刊：《Journal of Materials Chemistry A》
■ 研究团队：鲁东大学陈雪叶教授
■ DOI：10.1039/D5TA02118A
研受自然界启发，将松针的锥形结构与银杏叶的沟槽结构相结合，利用nanoArch® P150（精度：25μm）3D 打印系统制备了仿生耦合锥梯度沟槽（BCGG），实现油滴在无外部能源下的逆重力自驱动输运。
该结构通过拉普拉斯压力与毛细力协同作用，实现了油滴的自驱动、跨界面高效运输，运输速度达55.2mm/s，是传统锥形结构的11倍，为油水分离领域提供了新的思路和方法。
仿生微结构防雪策略
■ 发表期刊：《Advanced Materials Technologies》
■ 研究团队：西北工业大学苑伟政教授、何洋教授团队
■ DOI：10.1002/adma.202500839
该团队揭示了雪在界面上的独特粘附行为，提出一种仿秦岭箭竹叶片的微沟槽结构，有效削弱了范德华力和毛细力，实现了积雪的低粘附与自脱落。
研究人员利用nanoArch® S130（精度：2μm）制备了一系列间距与高度不同的仿生微沟槽样品，考察了其对雪固粘附行为的影响。这项工作突破了防雪=防冰的传统思路，为天气下的能源系统、桥梁设施提供了新型防护策略。
三芳基乙烯材料
■ 发表期刊：《Journal of the American Chemical Society》
■ 研究团队：西北工业大学黄维院士团队于涛教授课题组
■ DOI：10.1021/jacs.5c00976
研究团队通过将二苯并噻吩构建闭环态扩展π共轭体系引入三芳基乙烯骨架中，实现了吸收峰与激发光谱的红移。卤素原子与扭曲分子构型产生的丰富分子间相互作用有效稳定了三线态激子并降低能量耗散，从而赋予了材料可见光激发型光致变色与室温磷光特性。
研究团队利用可调掺杂浓度，采用nanoArch® P150（精度：25μm）成功制备出具有高分辨率的可编程光致变色-室温磷光双模式结构。
自发渗透制备多孔复合材料
■ 发表期刊：《Journal of Materials Research and Technology》
■ 研究团队：阿联酋哈利法大学张铁军教授及Khalid Askar团队
■ DOI：10.1016/j.jmrt.2024.12.15
该研究利用增材制造技术制备了一种适用于太阳能处理且具有复杂形状的3D CuO/Al2O3陶瓷复合结构，减轻了纯Al2O3 3D打印结构固有的有限光学性能。所提出的制造方法利用空气中的打印后高温热处理将Cu金属氧化成黑色CuO，并将熔融CuO渗透到3D打印的Al2O3预成型件中，从而产生3D陶瓷复合结构。
使用两种不同的陶瓷3D打印技术打印具有相似拓扑结构但尺寸不同的复杂形状Al2O3 3D结构（称为生坯）。其中，Al2O3生坯是利用microArch® S240（精度：10μm）打印而成。
有机室温磷光材料
■ 发表期刊：《Chemical Science》
■ 研究团队：西北工业大学于涛教授团队
■ DOI：10.1039/d5sc00316d
团队设计并合成了一系列具有A-D-A构型的新型咔唑衍生物客体分子，命名为EtCzBP、PhCzBP和PhCzPM，用于制备聚合物基RTP材料。通过将EtCzBP掺入甲基丙烯酸甲酯（MMA）基光敏树脂中，成功开发了可光固化的RTP树脂。
研究者采用nanoArch® P150（精度：25μm）3D打印设备，打印了一系列具有RTP特性的复杂三维结构。基于其对外界温度刺激十分敏感，寿命随着外界温度的变化而变化且易于调节的特性，实现了特定结构的实时温度传感装置及新型阵列显示器件的制备和应用。
光固化微波陶瓷
■ 发表期刊：《Journal of the European Ceramic Society》
■ 研究团队：北京大学深圳研究生院李昊博士后、国家纳米科学中心刘飞博士后及河北工业大学程立金老师团队
■ DOI：10.1016/j.jeurceramsoc.2025.117492
团队设计通过microArch® S240（精度：10μm）成功制备了高性能的复杂钙钛矿结构的BZN微波陶瓷。
同时，报导了光固化复杂钙钛矿结构微波陶瓷中B位1：2有序畴结构的变化规律，并设计制备了圆柱形介质谐振器天线，实测中心频率为7.1GHz，带宽达590MHz，辐射效率超过90%，验证了光固化成形复杂钙钛矿结构的BZN陶瓷在高频器件中的实际应用价值。
高性能微波陶瓷
■ 发表期刊：《Journal of Alloy and Compounds》
■ 研究团队：河北工业大学程立金老师及国家纳米科学中心刘飞博士后团队
■ DOI：10.1016/j.jallcom.2025.183833
团队通过microArch® S240（精度：10μm）成功制备了高性能的Mg2TiO4-Ca0.8Sr0.2TiO3（MT-CST）微波陶瓷，并设计制备了复杂形状陶瓷滤波器，实测中心频率为3.81GHz，带宽为200MHz，插入损耗为-1.3dB，验证了光固化成形MT-CST陶瓷在高频器件中的实际应用价值。
精细催化载体结构
■ 发表期刊：《Chemical Engineering Science》
■ 研究团队：诺丁汉大学研究团队
■ DOI：10.1016/j.ces.2024.121156
研究团队采用摩方精密微纳3D打印技术及创新的水凝胶配方，在保持催化酶活性的前提下，成功制造出精度高达10μm的精细催化载体结构。
该文章中的生物催化反应器芯是利用nanoArch® S130（精度：2μm）3D打印设备直接打印加工而成。相较于无流道结构，通过3D打印技术加工的三维酶基催化剂实现了提升催化效率，可达60%，并且通过将静态反应器修改成动态连续反应器的方式，整个动态催化系统的催化效率相较于静态催化系统提高了240%。
极小曲面超结构
■ 发表期刊：《Advanced Functional Materials》
■ 研究团队：北京理工大学何汝杰教授、李营教授团队
■ DOI：10.1002/adfm.202500970
研究团队采用静电自组装结合nanoArch® S140 Pro（精度：10μm）3D打印机，设计制造了一种SiCw@MXene/SiOC极小曲面超结构，兼具优异的宽频段太赫兹波屏蔽性能、隔热性能和电热转化性能。
该超结构在室温和300 ℃下热导率仅为0.23和0.39W/m·K，具有良好的隔热性能。并且该超结构还能在较低的输入电压下稳定产生焦耳热，实现电热转化，从而为环境下的多功能太赫兹电磁屏蔽器件发展与应用提供了可能。
超分辨广角太赫兹成像透镜
■ 发表期刊：《Nature Communications》
■ 研究团队：香港城市大学太赫兹与毫米波国家重点实验室
■ DOI：10.1038/s41467-024-55624-w
研究论文成功研制了超宽带无色差超分辨广角太赫兹成像透镜，并在生物成像和无损检测方面做出了应用示范。
该太赫兹超透镜是由复杂且精密的径向梯度周期性超材料结构构成，该结构是通过microArch® S230 (精度：2μm) 高精密3D打印系统制备完成。该研究创造性地提出并设计了径向梯度周期性超材料，以实现超高工作带宽下的超分辨率成像，并同时消除色差与彗差。
太赫兹Anapole超生物传感器
■ 发表期刊：《Biosensors & Bioelectronics》
■ 研究团队：西安交通大学张留洋教授团队
■ DOI：10.1016/j.bios.2025.117351
该研究提出了一种基于Anapole模式的太赫兹超表面生物传感器，利用过耦合的超表面谐振模式与分子振动模式相互作用产生的电磁诱导吸收（EIA）效应，成功实现了对糖类、氨基酸等生物小分子的高灵敏度特异性检测。
传感器采用了立体的金属—介质—金属三明治结构。相比于传统平面结构，立体结构能够提供更大的太赫兹与物质相互作用空间，从而提高传感灵敏度。在器件制备方面，研究团队采用nanoArch® S130（精度：2μm）实现了立体器件的高精度制备，相比于传统光刻工艺，极大简化了制备复杂性，显著降低了制备成本，为太赫兹传感器件的高效、低成本制备提供了新的思路。
超支化聚氨酯（HPU）微柱
■ 发表期刊：《Matter》
■ 研究团队：南方科技大学郭传飞教授团队
■ DOI：10.1016/j.matt.2025.102221
团队创新性地引入超支化聚氨酯（HPU）微柱作为界面结构，显著提升了器件的力学稳定性与响应性能。
研究人员基于microArch® S230 (精度：2µm) 3D打印设备，成功制备出一系列不同几何参数（直径为50–800µm，高度200µm）的微柱模具，为高性能传感器界面的结构优化提供了核心技术支撑。
3D打印多功能柔性传感器
■ 发表期刊：《Composites Communications》
■ 研究团队：广西大学龙雨教授团队
■ DOI：10.1016/j.coco.2025.102287
龙雨教授团队开发了一种新型的3D打印多功能柔性传感器，实现了微小压力感应、动态接近感知和内在自我修复等多种功能集成。
该传感器利用多级仿生结构的介电层设计和双电层效应的结合，实现了2.449kPa-1（＜0.5kPa）的高灵敏度，58ms的快速响应时间，0.5Pa的检测限，以及0.1%的超高压力分辨率。其中，仿生间歇结构介电层的制备是利用microArch® S230（精度：2μm）3D打印而成。
亚毫米光纤内窥机器人
■ 发表期刊：《Nature Communications》
■ 研究团队：香港科技大学工程学院申亚京教授研究团队
■ DOI：10.1038/s41467-024-55199-6
该研究开发了一种用于介入诊断和治疗的磁驱光纤连续体机器人，展示了高精度控制和内窥下多功能生物医学操作能力。其中亚毫米空心骨架是通过nanoArch® S140（精度：10μm）3D打印系统制备而成。
这款连续体机器人不仅借助微纳3D打印和磁喷涂技术实现了0.95mm的极小轮廓，同时具有竞争力的成像性能，并将障碍物检测距离提升至9.4mm左右，比理论极限提高了十倍。
高曲率弓形边缘设计框架
■ 发表期刊：《Chemical Engineering Journal》
■ 研究团队：西安交通大学机械工程学院张辉副教授团队
■ DOI：10.1016/j.cej.2025.168916
该研究提出了基于最小作用原理的高曲率弓形边缘设计框架，利用能量最小化与三维界面形貌预测，给出了弓形高曲率边缘在不同接触角条件下对液体铺展产生阻碍的判据，并据此实现了基于接触角差异的选择性分流、筛选与分离。
在实验部分，研究团队依托nanoArch® P150（精度：25μm）批量制备了具有双侧弓形边缘的微流道结构，并在微米尺度上稳定复现目标曲率特征。
PDMS/二甲基硅油超疏水高拉伸薄膜
■ 发表期刊：《Chemical Engineering Journal》
■ 研究团队：鲁东大学陈雪叶教授团队
■ DOI：10.1016/j.cej.2025.161028
团队采用nanoArch® P150（精度：25μm）3D打印设备结合模塑法，设计制造了一种具有高拉伸PDMS/二甲基硅油超疏水薄膜(Pdoshtf)。
所制备的Pdoshtf表现出优异的拉伸性能和超疏水稳定性，断裂拉伸率为300%。该薄膜在拉伸250%后，仍能保持优异的超疏水性能。此外，落在 Pdoshtf上的液滴会及时反弹，没有任何残留物，显示出优异的超疏水特性。最后，团队设计制备了一种由Pdoshtf和电磁系统组成的能量收集装置，该装置可以通过液滴和反弹来收集雨滴的能量。
液态金属微电极
■ 发表期刊：《Advanced Materials Technologies》
■ 研究团队：重庆大学生物工程学院胡宁教授和郑小林教授课题组
■ DOI：10.1002/admt.202401137
课题组开发了一种高分辨率、低阻抗的液态金属微电极(μLMEs)的快速制备方法，利用液态金属 (LM) 镓 (Ga) 和聚 N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM) 的独特相变特性，将镓金属填充进图案化的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 微通道，形成精密的表面嵌入微电极。
在本研究中，采用摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术快速制作不同形状和深度的微通道模具，展现了巨大的优势。
非线性增韧机制
■ 发表期刊：《Advanced Materials》
■ 研究团队：中国科学技术大学倪勇教授、何陵辉教授课题组
■ DOI：110.1002/adma.202419635
研究团队的工作系统揭示了离散点阵超材料中通过杆件屈曲失稳调控裂纹场的新型增韧机制，建立了结构参数与断裂性能的定量映射关系，为发展超轻高韧材料提供了理论框架和设计方法。
实验样品采用nanoArch® S130（精度：2μm）3D打印系统制造，使得裂纹形貌、单元尺寸和边界条件均得到了高精度实现，为系统开展裂纹起始实验与数字图像相关（DIC）应变分析提供了坚实技术支撑。
微锥阵列电极
■ 发表期刊：《EES Catalysis》
■ 研究团队：北京化工大学孙晓明教授、罗亮副教授和清华大学的段昊泓副教授带领研究团队
■ DOI：10.1039/d4ey00184b
研究人员开发了一种独特的倾斜微锥阵列（TMCA）电极，该电极模板是利用摩方精密nanoArch® P140 （精度：10μm）3D打印设备加工而成，表面气泡接触角约130°，具有“滑移疏气"特性。
基于电极结构设计，重力辅助拉普拉斯力，引导气泡沿微锥电极表面斜向上定向滚动输运，最终使气泡贴电极表面快速向上移动，而非进入电解液，从而实现自发高效的阴阳极气体产物分离。
嵌入式微气泡3D打印声学超表面
■ 发表期刊：《Lab on a chip》
■ 研究团队：南京大学现代工程与应用科学学院王光辉教授课题组
■ DOI：10.1039/D4LC00890A
课题组设计开发了一种基于3D打印技术的嵌入式微气泡声学超表面，突破性实现了对声频的选择性操控。
该声学超表面采用microArch® S240 （精度：10μm）3D打印系统制备，通过在直径和高度方向上的精准控制，实现了多种尺寸微孔结构的加工，从而为频率选择性设计提供了高度灵活性。
摩方精密长期致力于推动微纳3D打印技术的前沿探索与产业融合，专注于构建从技术研发、材料创新、设备定制到制造服务一体化的高精密解决方案体系。我们以自主研发的高性能材料为核心，以工业级精密打印设备为基础，持续助力制造领域在工艺优化、流程升级与价值重构方面的系统提升。
过去一年，摩方精密已为国内外多所高校与科研机构提供了专业的技术服务支持，帮助其在原型验证、工艺测试等关键研发阶段显著提升效率、降低综合成本，有效加速了科研项目从理论设计到实验验证的完整价值实现闭环。
展望2026，摩方将持续深化“技术—产业—科研"协同机制，构建更加开放、智能、响应敏捷的科研支持平台，致力于缩短从实验成果到产业应用的转化周期，助力更多前沿研究实现高质量落地与可持续创新。
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