加拿大康考迪亞大學科研團隊在微制造領域取得重大進展,成功開發出名為“近場聲打印”(PSP)的創新技術。這項突破性成果已發表于《微系統與納米工程》期刊,標志著聲學打印技術向高精度制造邁出關鍵一步。與傳統依賴光或熱的3D打印方式不同,PSP技術通過聚焦超聲波直接固化液態聚合物,實現了打印分辨率的顯著提升——其精度較現有聲學打印方案提高約十倍。
研究團隊基于此前提出的“直接聲打印”概念展開深化探索。早期實驗已證實聲音可觸發特定聲化學反應,使材料按需固化,但受限于聲源與打印界面的距離,在分辨率和穩定性方面存在瓶頸。此次突破性改進將聲源位置大幅貼近打印界面,通過優化聲場分布與能量控制,不僅使微米級結構的成型精度提升至新水平,還顯著降低了能耗,實現了更復雜三維結構的穩定制造。
該技術對柔性材料加工具有獨特優勢。以硅膠為代表的軟性材料在芯片實驗室裝置和可穿戴設備中應用廣泛,但其微尺度加工長期面臨工藝挑戰——傳統方法易導致材料變形或性能損傷。PSP技術通過非接觸式的超聲波固化方式,完美規避了熱應力或光損傷問題,為柔性電子器件的精密制造開辟了新路徑。實驗數據顯示,該技術可穩定構建直徑小于50微米的柔性結構,且表面粗糙度較傳統工藝降低60%以上。
這項研究由博士畢業生謝爾文·福魯格、穆圖庫馬蘭·帕基里薩米教授及穆赫辛·哈比比共同主導,并獲得加拿大自然科學與工程研究委員會的資金支持。團隊表示,PSP技術有望重塑醫療檢測設備與軟體機器人關鍵部件的研發模式。例如,可穿戴生物傳感器需要集成微米級柔性電路,而軟體機器人的仿生驅動單元更依賴高精度彈性結構,這些需求均可通過該技術得到高效滿足。目前,研究團隊正與醫療設備企業合作,探索將技術應用于即時診斷芯片的規模化生產。











