向深海汲取灵感！微纳3D打印赋能复杂仿生结构研发

浩瀚海洋孕育了无数神奇生命，亿万年的自然演化，让海洋生物进化出适配复杂水下环境的独特结构与功能，成为装备、智能传感、软体机器人领域的核心仿生灵感源泉。

从海胆的感知智慧、螺旋软体生物的灵活运动，到海参的特殊力学特性，科研团队深耕海洋仿生领域，依托摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）技术，破解自然生物结构密码，实现从复刻自然结构到创造人工功能的跨越，产出多项顶刊级创新成果。今日解锁三大重磅海洋仿生应用案例，见证微观精密制造与自然智慧的碰撞。

01 复刻海胆棘刺梯度结构，登顶Nature实现无源水下智能感知

看似坚硬无神经的海胆棘刺，暗藏超乎想象的感知黑科技。其沿[100]轴向分布的连续梯度多孔结构，赋予了棘刺优异的机电感知能力，可精准捕捉水下微小流体变化，感知性能远超普通生物感知系统。

香港城市大学吕坚院士团队联合多校科研团队，聚焦这一自然精妙结构，创新采用场驱动多拓扑特征耦合设计方法，依托摩方精密微纳3D打印技术，搭配HTL树脂与陶瓷材料，精准复刻海胆棘刺的梯度孔隙特征，成功复现其核心机电感知功能。相关里程碑成果成功发表于国际顶刊《Nature》。

该研究实验数据证实，仿生梯度结构样品电压输出较普通无梯度结构提升3倍，响应振幅提升8倍，充分验证了梯度结构赋能感知功能的普适性，为海洋环境监测、智能水下探测等领域提供全新技术方案。

02 仿生对数螺旋结构，毫米级微型机器人实现无损精密抓取

自然界中章鱼触手凭借灵动多变的运动形态，适配复杂环境的抓取操作，是软体机器人研发的优质仿生模板。中国科学技术大学Nikolaos Freris教授课题组深挖这类生物肢体的运动机理，通过数学模型抽象，提出对数螺旋线新型软体机器人结构。

研究团队依托摩方精密nanoArch® S130 高精度3D打印系统（精度：2μm），搭配ST1400韧性光敏树脂，成功制备出跨尺度螺旋机器人原型，尺寸覆盖厘米至米级，更打造出总长仅1cm、最小节边长低至0.14mm的微型机器人。这款微型的软体机器人，通过20μm超细驱动细丝精准控制，复刻生物肢体的灵活运动特性，可精准、无损抓取蚂蚁等活体微小生物，解决了微型精密操作的行业难题。

该成果发表于Cell Press旗下顶刊《Device》，突破了传统软体机器人结构单一、场景适配性差的短板，凭借简单绳索驱动、多构型变换、阵列协作优势，可完成多维度、复杂化抓取任务，为微操控机器人、精密医疗器械研发提供全新思路。

03 模仿海参压电特性，精密模具赋能新型水下传感器件

海参作为典型海洋软体生物，体壁富含特殊胶原，其不对称晶体结构自带独特压电效应，搭配体表规则排布的疣足与肌肉结构，具备优异的力学响应特性，是柔性传感、智能感知器件的理想仿生原型。

兰州大学口腔医学院范增杰教授团队基于海参解剖结构与力学特性，创新设计出新型多功能梯度传感结构（MNGCs）。为实现该精密结构的精准制备，团队采用摩方精密microArch® S230（精度：2μm）3D打印设备，先制备出主微针结构，再通过转写工艺制备PDMS阴模，同时快速成型精密塑料微通道模板，精准完成器件基底微通道构建，最终制备出管状仿生MNGCs器件。

整套制备方案依托超高精度3D打印的精细化、可定制化优势，复刻海参生物结构的力学与压电特性，工艺稳定性强、成型精度高，为柔性压电传感器、水下柔性感知器件的规模化研发，提供了成熟可行的精密制造路径。

从深海生物结构解密，到人工功能器件落地，海洋仿生的核心价值，在于以自然为师、以精工为器。摩方精密始终以微纳3D打印技术为核心，突破微观制造壁垒，助力科研团队解锁自然奥秘、实现技术创新。未来，摩方将持续深耕精密增材制造领域，赋能更多海洋仿生、智能传感、软体机器人前沿研究，让自然智慧通过精工技术落地为产业创新动能。