【复材信息】Nature很重！3D打印新成果

在生物医学、药品运输、微电子、微流体等领域，微纳尺度颗粒被广泛应用，但是这类颗粒的大规模定制是一个很大的挑战。常规的微纳尺度颗粒制造分为自下而上和自上而下两种方式。研磨、乳化、沉淀、核生长和自组装是典型的自下而上颗粒制造方法，具有高通量制造的特点，但会导致颗粒不均匀，对形状和均匀性的控制有限。直接光刻、单步滚动软光刻和多步模具制造是一种自上而下的制造方法，但面临尺寸控制困难、工艺复杂、生产速度慢、材料选择少、可更换性差的考验。

美国斯坦福大学Joseph大学针对目前的颗粒制造方法存在的问题 M. 基于卷对卷连续液界面生产工艺(r222)的DeSimone教授团队rCLIP），提出了一种可扩展的、高分辨率的3D打印技术，用单数微米级分辨率的光学和连续胶片代替传统的静态平台，完成了具有特定形状的微纳颗粒制造。

研究人员开发了一种可扩展、高分辨率的卷对卷连续液界面生产，结合单数微米级分辨率的光学和连续胶片(取代静态平台)。 3D打印技术，能快速、可变地制造和收获各种材料和复杂几何结构的微纳颗粒。以Roll为相关结果-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific Nature发表了particles问题。

图1 r2rCLIP是一种快速制造工艺，具有复杂的几何结构。

研究者展示了选用卷对卷连续液界面生产工艺，实现了不同材料、不同形状的微纳颗粒的快速制备。同时展示了该技术的可模塑性和不可模塑性，其体素尺寸在打印平面内小至2.0 × 2.0µ无支撑厚度1.1m2±0.3µm，每日速度可达1,000,000颗粒。该技术生产的微纳颗粒不仅能实现复杂的几何结构和尺寸控制，而且兼容性和普遍性强，在生物医学分析和先进材料中具有显著的应用价值。

图2 r2rCLIP适用于内部和商业材料的一系列高分辨率，具有高精度提升。

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

图4 采用r2rCLIP制造的颗粒，实现了一系列应用程序，包括陶瓷颗粒和药物输送

通过本文提出的持续液体界面生产工艺，研究人员可以在保持高生产速度和材料选择灵活性的同时，实现微米精度的3D打印。这种可扩展的颗粒生产工艺在广泛的范围内展示了制造潜力，从瓷器到水凝胶歧管在微型工具、电子和药品运输方面具有潜在的发展前景。在之前的给药媒体动力学研究的基础上，未来的研究可以利用含量和壁厚的可调性，实现可编程商品释放拖盘，或者通过不同的预瓷配方来探索工艺的有效性，探索其在陶瓷制造中的潜在应用。

原文详情：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07061-4

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原题：Nature“复材信息”重磅！3D打印新成果

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