在生物醫(yī)學(xué)、藥品運(yùn)輸、微電子、微流體等領(lǐng)域，微納尺度顆粒被廣泛應(yīng)用，但是這類(lèi)顆粒的大規(guī)模定制是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。常規(guī)的微納尺度顆粒制造分為自下而上和自上而下兩種方式。研磨、乳化、沉淀、核生長(zhǎng)和自組裝是典型的自下而上顆粒制造方法，具有高通量制造的特點(diǎn)，但會(huì)導(dǎo)致顆粒不均勻，對(duì)形狀和均勻性的控制有限。直接光刻、單步滾動(dòng)軟光刻和多步模具制造是一種自上而下的制造方法，但面臨尺寸控制困難、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)速度慢、材料選擇少、可更換性差的考驗(yàn)。

美國(guó)斯坦福大學(xué)Joseph大學(xué)針對(duì)目前的顆粒制造方法存在的問(wèn)題 M. 基于卷對(duì)卷連續(xù)液界面生產(chǎn)工藝(r222)的DeSimone教授團(tuán)隊(duì)rCLIP），提出了一種可擴(kuò)展的、高分辨率的3D打印技術(shù)，用單數(shù)微米級(jí)分辨率的光學(xué)和連續(xù)膠片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜態(tài)平臺(tái)，完成了具有特定形狀的微納顆粒制造。

研究人員開(kāi)發(fā)了一種可擴(kuò)展、高分辨率的卷對(duì)卷連續(xù)液界面生產(chǎn)，結(jié)合單數(shù)微米級(jí)分辨率的光學(xué)和連續(xù)膠片(取代靜態(tài)平臺(tái))。 3D打印技術(shù)，能快速、可變地制造和收獲各種材料和復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的微納顆粒。以Roll為相關(guān)結(jié)果-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific Nature發(fā)表了particles問(wèn)題。

圖1 r2rCLIP是一種快速制造工藝，具有復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。

研究者展示了選用卷對(duì)卷連續(xù)液界面生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)了不同材料、不同形狀的微納顆粒的快速制備。同時(shí)展示了該技術(shù)的可模塑性和不可模塑性，其體素尺寸在打印平面內(nèi)小至2.0 × 2.0μ無(wú)支撐厚度1.1m2±0.3μm，每日速度可達(dá)1,000,000顆粒。該技術(shù)生產(chǎn)的微納顆粒不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸控制，而且兼容性和普遍性強(qiáng)，在生物醫(yī)學(xué)分析和先進(jìn)材料中具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。

圖2 r2rCLIP適用于內(nèi)部和商業(yè)材料的一系列高分辨率，具有高精度提升。

圖3 R2rCLIP制造SEM圖像(比例尺，2500)，可模塑和不可模塑。μm）

圖4 采用r2rCLIP制造的顆粒，實(shí)現(xiàn)了一系列應(yīng)用程序，包括陶瓷顆粒和藥物輸送

通過(guò)本文提出的持續(xù)液體界面生產(chǎn)工藝，研究人員可以在保持高生產(chǎn)速度和材料選擇靈活性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)微米精度的3D打印。這種可擴(kuò)展的顆粒生產(chǎn)工藝在廣泛的范圍內(nèi)展示了制造潛力，從瓷器到水凝膠歧管在微型工具、電子和藥品運(yùn)輸方面具有潛在的發(fā)展前景。在之前的給藥媒體動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，未來(lái)的研究可以利用含量和壁厚的可調(diào)性，實(shí)現(xiàn)可編程商品釋放拖盤(pán)，或者通過(guò)不同的預(yù)瓷配方來(lái)探索工藝的有效性，探索其在陶瓷制造中的潛在應(yīng)用。

原文詳情：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07061-4

免責(zé)聲明:中國(guó)復(fù)合材料協(xié)會(huì)微信微信官方賬號(hào)發(fā)布的文章僅用于復(fù)合材料理論知識(shí)和市場(chǎng)信息的交流與分享，不用于任何商業(yè)目的。如果任何個(gè)人或組織對(duì)文章版權(quán)或其內(nèi)容的真實(shí)性和準(zhǔn)確性有疑問(wèn)，請(qǐng)盡快聯(lián)系我們。我們會(huì)及時(shí)處理。

繼續(xù)滾動(dòng)閱讀下一個(gè)輕觸閱讀原文。

學(xué)會(huì)向上滑動(dòng)中國(guó)復(fù)合材料，看下一個(gè)。

原題：Nature“復(fù)材信息”重磅！3D打印新成果

閱讀原文

本文僅代表作者觀(guān)點(diǎn)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖闹凶⒚鱽?lái)源及作者名字。

免責(zé)聲明：本文系轉(zhuǎn)載編輯文章，僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除，您可以發(fā)送材料至郵箱：service@tojoy.com