加拿大康考迪亞大學科研團隊近日在微制造領(lǐng)域取得重要進展，成功開發(fā)出名為“近場聲打印”（PSP）的新型3D打印技術(shù)。該技術(shù)通過聚焦超聲波直接固化液態(tài)聚合物，在打印精度上較傳統(tǒng)聲學打印方案提升近十倍，相關(guān)研究成果已發(fā)表于權(quán)威期刊《微系統(tǒng)與納米工程》。

這項突破源于團隊此前提出的“直接聲打印”概念。早期研究已證實聲波能夠觸發(fā)特定化學反應(yīng)實現(xiàn)材料固化，但受限于聲源與打印界面的距離，在分辨率和穩(wěn)定性方面存在明顯不足。新方案通過將聲源貼近打印表面，顯著增強了聲場控制能力，不僅使最小成型尺寸縮小至微米級，還將能耗降低了40%以上。

與傳統(tǒng)依賴光固化或熱熔融的3D打印技術(shù)相比，聲打印技術(shù)展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。研究團隊特別指出，該技術(shù)對硅膠等柔性材料的加工具有革命性意義。這類材料在微流控芯片和可穿戴傳感器等高端領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但現(xiàn)有微加工技術(shù)常導致材料變形或性能退化，而聲打印技術(shù)通過非接觸式加工完美解決了這一難題。

項目負責人Muthukumaran Packirisamy教授介紹，實驗中已成功打印出直徑僅50微米的硅膠微結(jié)構(gòu)，其表面粗糙度控制在納米級別。這種精度水平使得制造復(fù)雜生物傳感器和微型軟體機器人成為可能，例如可植入式藥物釋放裝置和人工肌肉組件。

該研究由博士畢業(yè)生Shervin Forough和Mohsen Habibi共同完成，并獲得加拿大自然科學與工程研究委員會的專項資助。目前團隊正在與醫(yī)療設(shè)備企業(yè)合作，開發(fā)基于該技術(shù)的即時診斷芯片原型，預(yù)計可將檢測樣本量從傳統(tǒng)方法的毫升級降至微升級，顯著提升便攜式醫(yī)療設(shè)備的靈敏度。