加拿大康考迪亞大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在微制造領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，成功開發(fā)出名為“近場(chǎng)聲打印”（PSP）的新型3D打印技術(shù)。該成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《微系統(tǒng)與納米工程》，標(biāo)志著聲學(xué)打印技術(shù)向高精度制造邁出關(guān)鍵一步。與傳統(tǒng)依賴光或熱固化的打印方式不同，PSP技術(shù)通過聚焦超聲波直接觸發(fā)液態(tài)聚合物固化，在柔性材料微加工領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，PSP技術(shù)源于對(duì)“直接聲打印”概念的深度優(yōu)化。早期實(shí)驗(yàn)雖已證明聲波可誘導(dǎo)特定化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)材料固化，但在打印分辨率和過程穩(wěn)定性方面存在明顯局限。此次突破性改進(jìn)通過將聲源與打印界面距離縮短至微米級(jí)，使超聲波能量集中度提升約十倍，從而將打印精度提高至原有方案的十倍水平。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，新系統(tǒng)可穩(wěn)定構(gòu)建直徑小于50微米的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時(shí)能耗降低40%以上。

該技術(shù)特別適用于硅膠等柔性材料的微尺度加工，這類材料在生物芯片和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域具有不可替代性，但傳統(tǒng)工藝常面臨材料變形、界面結(jié)合力弱等難題。研究團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化聲波頻率與聚合物分子鏈的相互作用機(jī)制，成功實(shí)現(xiàn)微米級(jí)柔性結(jié)構(gòu)的無損成型。實(shí)驗(yàn)中制備的硅膠微流控芯片通道，其表面粗糙度控制在納米級(jí)，顯著優(yōu)于現(xiàn)有加工方法。

項(xiàng)目核心成員包括博士畢業(yè)生謝爾文·福魯格、穆圖庫(kù)馬蘭·帕基里薩米教授及穆赫辛·哈比比博士，研究獲得加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會(huì)專項(xiàng)資助。團(tuán)隊(duì)演示了使用PSP技術(shù)制造醫(yī)療檢測(cè)微裝置和軟體機(jī)器人關(guān)鍵部件的可行性，其加工速度較傳統(tǒng)方法提升3倍，且無需后續(xù)拋光處理。這項(xiàng)突破為微電子、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域提供了新的制造范式，特別是在需要兼顧生物相容性與結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的應(yīng)用場(chǎng)景中具有顯著優(yōu)勢(shì)。