技术突破 - 德国马克斯·普朗克智能系统研究所与新加坡国立大学科学家开发出一种利用光流体效应进行3D微纳制造的新技术[1] - 该技术核心在于利用飞秒激光精准操控光流体效应，在液体中引导纳米或微米级颗粒进行3D自组装[1] - 技术通过激光在悬浮粒子溶液中形成“热点”引发局部热梯度，驱动流体产生定向流动（“光流”），将粒子推入预设的微模具中[1] 工艺与材料创新 - 新技术突破了传统双光子聚合（2PP）技术几乎只能加工聚合物的材料限制[1] - 新技术可灵活使用金属、金属氧化物、碳材料乃至半导体等多种材料，实现了“万物皆可雕”[1] - 制造过程中，粒子随光流穿过模具缝隙，在模腔中层层堆积成所需形状，模具可设计为立方体、球体甚至复杂曲面结构[2] - 组装完成后，去除聚合物模具，留下完全由目标材料构成的独立微结构[2] 应用与验证 - 该技术为制造微型机器人提供了新路径[1] - 团队成功制造出可在狭窄通道中按尺寸分离颗粒的微型过滤阀[2] - 团队制造出由多种材料集成的微型机器人，既能被光驱动前行，也可在外加磁场下变换运动模式[2] - 所有结构依靠范德华力牢固结合，表现出优异的机械稳定性和自支撑能力[2] 行业前景 - 3D微纳制造能造出比人类发丝还细的精密结构，在医疗、机器人、微电子等领域具有广阔前景[1] - 此项“光流组装”技术打开了通往多功能微系统的大门[2] - 未来技术有望应用于开发智能药物递送、体内微型手术机器人、高密度微传感器等前沿领域[2]

技术突破 - 开发出一种利用光流体效应进行3D微纳制造的新技术 该技术不再局限于传统的聚合物 而是可灵活使用金属、金属氧化物、碳材料乃至半导体等多种材料 实现了“万物皆可雕” [1] - 技术核心在于利用飞秒激光精准操控光流体效应 在液体中引导纳米或微米级颗粒进行3D自组装 激光聚焦形成“热点”引发局部热梯度 驱动流体产生定向流动 即“光流” 将粒子推入预设的微模具中 [1] - 微模具如同微型“蛋糕模” 侧面设有小口 粒子随流穿过缝隙落入模腔 层层堆积成所需形状 模具可设计为立方体、球体甚至复杂曲面结构 自由度极高 组装后去除聚合物模具 留下完全由目标材料构成的独立微结构 [2] 行业应用与前景 - 3D微纳制造能造出比人类发丝还细的精密结构 在医疗、机器人、微电子等领域具有广阔前景 [1] - 为验证技术潜力 团队成功制造出多种功能性微型装置 例如可在狭窄通道中按尺寸分离颗粒的微型过滤阀 以及由多种材料集成的微型机器人 它们既能被光驱动前行 也可在外加磁场下变换运动模式 [3] - 该技术有望应用于开发智能药物递送、体内微型手术机器人、高密度微传感器等前沿领域 [3] - 未来或许可以利用这种技术 直接“打印”出精细又复杂的微观机器人、定制化药物载体乃至新型光学器件 为医疗、材料和电子领域带来新的应用 [4] 技术优势与对比 - 目前主流技术是双光子聚合（2PP） 可用于制作结构复杂的微型雕塑 但这一方法长期受限于材料种类——几乎只能加工聚合物 严重制约了功能器件的发展 [1] - 这项“光流组装”技术不仅克服了传统3D打印的材料限制 更打开了通往多功能微系统的大门 [3] - 所有结构均表现出优异的机械稳定性 尽管颗粒间无化学键连接 但依靠强大的范德华力 它们仍能牢固结合 实现自支撑 [3]

据新一期《自然》杂志刊发的研究，德国马克斯·普朗克智能系统研究所与新加坡国立大学科学家携 手，开发出一种利用光流体效应进行3D微纳制造的新技术。该技术不再局限于传统的聚合物，而是可 灵活使用金属、金属氧化物、碳材料乃至 半导体等多种材料，实现了"万物皆可雕"，为制造微型 机器 人提供了新路径。 ...