美国MIT提出3D打印微观三层液滴喷嘴方案
2026-06-15 10:45
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维度网讯,美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)研究人员提出一种低成本3D打印方案,用于制造微观电子喷嘴。该方案有望应用于可控释放药物微粒及“自修复”材料的制备。

该方案的核心是三轴电喷雾发射器(triaxial electrospray emitters)。这类器件利用电场驱动,经由微型通道系统同时输送三种不相混溶的液体,生成具有三层嵌套结构的液滴。

多层液滴可进一步转化为微粒,各层分别承担特定功能。例如,外层可在胃中溶解,中层调控释放速率,内层则将活性药物递送至肠道靶点。

传统制造依赖洁净室中的半导体工艺,成本高昂且难以规模化,制约了该技术推广。

MIT团队采用3D打印技术制造发射器阵列。该紧凑型设备在约1平方厘米面积上集成了16个喷嘴,内部设有复杂的三维微通道网络,可确保液体均匀分配。

工艺采用光固化成型(vat photopolymerization)技术,通过紫外光逐层固化光聚合物树脂,替代了传统多步制造流程。整个复杂阵列可在数小时内完成打印。

器件单层厚度约25微米。内部螺旋通道有助于维持流向各喷嘴的液体均匀稳定,从而保障液滴的稳定生成。

测试中,3D打印阵列稳定生成了均匀的三层微液滴,这对药物颗粒、生物传感器和组织再生材料的大规模生产至关重要。MIT方面指出,此类几何结构在洁净室工艺中无法实现,3D打印是该技术得以问世的决定性因素。

该方法若能实现规模化,有望简化医学及材料科学领域复杂微粒的生产流程,并降低当前受限于实验室水平的技术成本。

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