美国莱斯大学研究团队近期在《科学进展》杂志上发表论文，展示了一种利用聚焦微波进行3D打印电子器件的新工艺。该技术由机械工程助理教授孔永林领导开发，解决了电子3D打印领域一个持续十多年的基本限制：无法在不损坏下方材料的前提下对打印油墨进行加热处理。

研究团队与新加坡国立大学微波工程专家何约翰合作，设计了一种名为Meta-NFS(超材料启发式近场电磁结构)的装置。该装置能将微波能量集中到与人类头发直径相当的加热区域，在3D打印过程中实现聚焦微波的选择性加热。孔永林教授表示：“选择性加热打印材料的能力使我们能够对墨水的功能特性进行空间编程，即使周围是温度敏感材料。”

通过调整微波参数，研究人员可以精确控制加热程度，进而调节打印颗粒的微观结构。这使得在单次打印过程中无需更换材料，即可创建机械和电子特性相差数个数量级的电路。该聚焦微波方法适用于金属、陶瓷和热固性聚合物等多种功能材料，即使目标材料完全封装也能进行加热处理。

作为概念验证，团队将无线应变传感器直接打印到超高分子量聚乙烯(关节置换常用生物聚合物)、牛股骨以及活体叶片上。孔永林教授说：“Meta-NFS 3D打印技术使我们能够开发出以前制造方法无法制造甚至无法想象的新型混合电子设备。”

出版详情：作者：Jian Teng等人，标题：《基于纳米材料和超材料近场电磁结构的电子器件三维打印》，发表于：《科学进展》 (2026)。杂志信息：《科学进展》