在自然界的潮起潮落、河流蜿蜒的法則中，孕育了豐富多樣的流體現(xiàn)象。在漫長(zhǎng)的自然演變中，人類不斷鉆研流體的行為與屬性，探究其在自然界中的流動(dòng)路徑、能量轉(zhuǎn)換和相互作用。借鑒流體的流動(dòng)特性、能量傳遞和形態(tài)變化，人類創(chuàng)造出了眾多既復(fù)雜又高效的流體技術(shù)，流體力學(xué)因此蓬勃發(fā)展。

微流體技術(shù)是一種在微米級(jí)別操縱流體的技術(shù)，通過(guò)微通道中的特殊流體行為，如層流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微小流體量的精確控制。該領(lǐng)域的研究成果，不僅催生了價(jià)值數(shù)十億美元的市場(chǎng)，也在醫(yī)療診斷、實(shí)驗(yàn)室芯片、航空航天、能源工程等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。

當(dāng)前，微流體技術(shù)的研究焦點(diǎn)集中在兩個(gè)方面：一是將微流體原理融入現(xiàn)有產(chǎn)品，提升其性能；二是開(kāi)發(fā)新型的大規(guī)模集成微流體平臺(tái)，旨在降低成本，提高生產(chǎn)效率。

利用3D打印技術(shù)的創(chuàng)新潛力，目前已能設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能增強(qiáng)的微流體器件。該技術(shù)使得微流體器件的研發(fā)不斷向微型化和集成化方向邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)層面的重大突破。接下來(lái)，一起看看3D打印技術(shù)賦能微流體疏水結(jié)構(gòu)制備的應(yīng)用案例，共尋未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的潛在路徑。

磁響應(yīng)微結(jié)構(gòu)

北京理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種采用具有可逆變形的磁響應(yīng)微鰭(MRS)進(jìn)行除冰的有前途的策略，展示了一種由不均勻變形導(dǎo)致的冰粘附界面局部破壞引起的新型微尺度鏟冰效應(yīng)，并研究了其對(duì)冰粒徑和溫度的依賴性。

研究中的柔性分子刷是先利用摩方精密nanoArch® S140 （精度：10 μm）3D打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造了原始模具，然后經(jīng)PDMS翻模和磁化處理后制備而成。本研究提出的無(wú)需耗能加熱的原位除冰解決方案為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高效可靠的飛機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)和電力傳輸除冰解決方案提供了一種思路。

DOI：10.1002/advs.202408594

仿金魚(yú)草網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

湖南大學(xué)王兆龍課題組研發(fā)了一種外表面超親水和內(nèi)表面疏水的多孔仿生微結(jié)構(gòu)，其不同接濕潤(rùn)性產(chǎn)生的拉普拉斯力保證了多孔仿生微結(jié)構(gòu)的液體單向性能。

該研究利用摩方精密nanoArch® S140（精度：10 μm）3D打印系統(tǒng)制備了原樣品，展示了多孔仿生微結(jié)構(gòu)在水下厭氧化學(xué)反應(yīng)的潛在應(yīng)用，為水下化學(xué)和微流體工程的潛在應(yīng)用提供了更多可能。

DOI：10.1021/acsami.1c24332

仿松針多級(jí)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)

受松針表面多級(jí)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)啟發(fā)，大連理工大學(xué)馮詩(shī)樂(lè)副教授，使用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL） 3D打印技術(shù)（nanoArch® S140，精度：10 μm），制備了仿松針多級(jí)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)表面，實(shí)現(xiàn)了快速、長(zhǎng)程的液滴自發(fā)定向輸運(yùn)。

該研究揭示了液滴從平面向曲面運(yùn)動(dòng)的機(jī)理，證明了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的頂端效應(yīng)普遍適用于各種尺度的液滴。

DOI：10.1126/sciadv.abb4540

蘑菇狀柔性超疏水仿生微結(jié)構(gòu)

上海交大機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院胡松濤副教授課題組設(shè)計(jì)并制備了具備機(jī)械強(qiáng)度的柔性超疏水仿生微結(jié)構(gòu)，兼具抗液性與耐磨性。

研究團(tuán)隊(duì)采用光學(xué)精度為10 μm的nanoArch® S140 3D打印系統(tǒng)高效、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)了蘑菇狀超疏水仿生微結(jié)構(gòu)制備。該研究成果在機(jī)械裝備抗液防冰等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

DOI：10.1021/acsami.1c10157

盡管微流體技術(shù)在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，但其發(fā)展仍面臨著多重挑戰(zhàn)。首先，技術(shù)的商業(yè)化轉(zhuǎn)化存在難度，這主要是由于微流體技術(shù)的復(fù)雜性和市場(chǎng)接受度的不確定性所導(dǎo)致。其次，研發(fā)成本的高昂成為制約其快速發(fā)展的一個(gè)重要因素，這不僅包括設(shè)備投入，還包括人才培養(yǎng)和科研成本。

摩方精密憑借其微納3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的精度和公差控制，并在這一過(guò)程中積累了深厚的專業(yè)知識(shí)和強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。未來(lái)，摩方精密將持續(xù)不斷促進(jìn)微流體技術(shù)向更高級(jí)別邁進(jìn)，與不同學(xué)科領(lǐng)域的進(jìn)行深度合作，為推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的創(chuàng)新與升級(jí)不懈努力。