層層深入不斷創新仿生3D打印技術分三步走

2017-10-25 16:20:11來源：中國智能制造網編輯：齊之越關鍵詞：仿生3D打印生物3D打印 3D打印醫療閱讀量：53384

導讀：近年來，仿生學為3D打印帶來了眾多成果。總體而言，仿生3D打印技術呈現出從宏觀到微觀，從形似到神似的“三步走”的發展態勢。

　　【中國智能制造網本站原創】近年來，仿生學為3D打印帶來了眾多成果。總體而言，仿生3D打印技術呈現出從宏觀到微觀，從形似到神似的“三步走”的發展態勢。這反映了該領域研究精度的提升、思路的多樣化以及技術手段的進步。仿生3D打印今后還將去向何方？讓我們拭目以待。

　　近些年，3D打印救助了不少受傷致殘或先天畸形的動物，與此同時，這項善于模仿的技術又從動物身上學到了很多，進步十分迅速。仿生學對于3D打印的影響不僅在于所涉范圍愈加廣泛，更在于研究層次日益深入。從業界新近取得的成果來看，3D打印的仿生之路呈現出三步走的態勢。

　　步：模仿動物肢體的宏觀結構

　　經過億萬年的物競天擇，絕大多數動物都進化出了非常適應自然環境的肢體結構，這成為仿生科技首先關注的對象。仿生3D打印也同樣如此。

　　現在大批人淪為“貓奴”，天天“吸貓”不能自拔。美國佐治亞理工學院的研究人員Alexis Noel不僅吸貓，還吸出了黑科技。他模仿多刺而摩擦力的貓舌頭制作了一種3D打印刷子，對于清潔傷口具有明顯效果，一經推出便受到醫療和美容業者的強烈關注。

　　飛機、發電機等機械的噪音相當一部分來自于高速旋轉的渦輪葉片，降噪是業界長期關注的難題。貓頭鷹在飛行時無聲無息，獵物往往是在毫無察覺的情況下被其捕獲。美國愛荷華州立大學的科學家受此啟發，于近日仿照貓頭鷹翅膀的結構造出了超靜音3D打印渦輪葉片，使設備噪音大大減少，該發明或對飛機的結構設計產生重大影響。

　　第二步：模仿動物組織的微觀結構

　　仿生3D打印再進一步，便從宏觀過渡到了微觀層面。動物組織的獨特微觀結構大多關系到特定的生理機能，因此通過3D打印仿造它往往具有醫療方面的意義。

　　薄薄的蟬翼看似脆弱，但相關研究表明，其具有強大的抗菌能力，這得益于其中納米級別的特殊結構。近，中美兩國科研人員達成合作，以聚醚醚酮(PEEK)為原料3D打印出仿真蟬翼。在不添加任何抗生素的條件下，PEEK蟬翼抵御葡萄球菌和綠膿桿菌的能力要明顯強于對照組，這說明3D打印在復制組織微觀結構的同時，也成功復制了組織功能。該發明有望被改造為抗菌植入物，用于骨科治療。

　　第三步：模仿動物組織器官的運行機制

　　在實現了從宏觀到微觀物理結構的模仿之后，3D打印開始超越形似，追求神似。近日，美國新罕布什爾大學的一項研究展示了仿生3D打印的新潛能。

　　該研究主要指向醫療應用和軍事安防，其核心是研發一種細胞開放機制。項目的靈感來自于變色龍的皮膚。然而，科研人員并非要用3D打印機再造變色龍的皮膚組織，而是模仿其細胞運動機制，制作了一種用單元格組成的原型材料。從外觀上看，它并不像變色龍皮膚，但卻具備相同的運行原理，可實現類似的功能。該成果有望為藥物傳輸和變色偽裝技術帶來重大革新。

　　宏觀和微觀，形似和神似其實并無高下之分，但這一發展走向的確體現了仿生3D打印研究精度的提升、思路的多樣化以及技術手段的進步。完成“三步走”之后，仿生3D打印還將去向何方，讓我們拭目以待。

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