微纳尺度的3D打印有多精细？显微镜下见真章

总台 窦筠韵：在我手上所拿的便是器官芯片，那什么是器官芯片呢？实在它便是仿照了人体不同的器官的构造和功能的芯片。

上海交通大学电子信息与电气工程学院副研究员 王晓林：这个紧张是我们想用于构建三维血管网络，这个是我们想用于构建皮肤芯片，还有一些可以构建肠道芯片等等。
这个中间是一个组织腔室，两侧是流体通道。
实际上，在两者的中间它是有非常小的微纳构造。
由于我们紧张还是以人体的细胞为实验工具，把所须要的混有细胞的凝胶，贯注到芯片里面进行培养。

贯注了混有人体细胞外基质的器官芯片，在经由四五天的韶光往后，会成长成人体三维毛细血管网络，科研团队随后注入具有磁勾引功能的微纳机器人，在显微镜下就可以清楚地看到它们的运行轨迹。

上海交通大学电子信息与电气工程学院副研究员 王晓林：通过外界的磁场进行操纵，我们可以实现微纳机器人在这个血管里面的导航。
比如说从一个点，我们可以把它运送到其余一个目标点。
实验目标是今后用于精准靶向药物递送的运用。
我们可以利用这种体外构建的模型来帮助我们筛药，进一步降落药物研发的本钱，同时提高药物研发的效率。
其余紧张还是在医疗方面的运用。
比如说，我们可以通过在体外构建肿瘤芯片，实际上它便是病人的替人，比如说有一种药物，我们可以加到模型上面，看看它是有效或无效的，反过来的话会赞助临床的用药辅导。

微纳3D打印制备器官芯片 节本增效

小小的器官芯片上，有很多细微的通道，像是人体的毛细血管网络，实在器官芯片便是在人体外，仿照构建了一个仿人体器官的三维微构造，供科研职员在器官芯片上开展各种医药方面的研究实验。

以往，类似器官芯片的制备，须要光刻机对芯片模具进行微细加工，韶光长、本钱高。
而我们刚才看到的器官芯片，它的模具加工采取了最新的微纳3D打印技能，自主研发的亚像素微扫描技能，使得打印精度和效率都处于环球领跑位置。
接下来跟随一起走进科技部重点研发微纳增材制造实验室去看一看。

总台 窦筠韵：现在在实验室里面我们就看到了用3D微纳打印技能所打印出来的一个器官芯片（模具），那能不能给我们先容一下我们采取这种最新技能打印出来的这个器官芯片有什么特殊之处？

微纳构造增材制造工艺与装备国家重点研发操持运用开拓职员 刘晓航：以前这个技能是用光刻去做的，光刻技能有一定问题便是加工效率比较低，我们这个3D打印，它实际上是一个立体光刻。
我们保留了光刻的精度，然后在效率上是光刻的1万倍以上，办理了立体光刻这个卡脖子问题。

普利生三维科技总经理 侯锋：3D打印在国际上现在越来越朝更加尖端、更加风雅的方向发展。
比如讲光刻机，现在在做7纳米、14纳米精度的集成电路，实质也是一种在机器上面的微细加工。
普通的3D打印一贯存在一个打印速率和打印精度上的悖论。
我们用了亚像素微扫描，我们把这个光点缩小，缩小了往后再对这个像素内部进行扫描。
这个时候我们创造，险些不须要再增加韶光的情形下，我们就可以成倍提高打印精度。
我们现在的打印精度已经可以是双光子打印的上万倍，是普通的面阵曝光的3D打印的大概上百倍，这样的一个效率。

上海交通大学电子信息与电气工程学院副研究员 王晓林：我们利用3D微纳打印技能制备了器官芯片，比较于以往的微纳加工技能，我们采取3D打印技能能够大大提高我们设计的灵巧性，并且便于一步成型，同时能够大大降落制备的本钱。

微纳尺度的打印 显微镜下见真章

3D打印我们都听说过，可以打印假牙、骨骼，打印机器零部件、工艺品，乃至还能打印屋子。
那么，微纳3D打印有什么不同呢？所谓微纳，便是微米和纳米，是长度单位，一微米是多长？一微米即是千分之一毫米；而一纳米即是千分之一微米。
可以想象，微纳3D打印，打印的是非常风雅、眇小尺度的东西。
能有多眇小？戳视频↓理解一下。

微纳构造增材制造工艺与装备国家重点研发操持运用开拓职员 刘晓航：这是我们一体打印直接成型的。
你可以看到成型完之后这个龙它是可以动的。
它是一个动态的，是直接打印出来的。
这个精度非常高。
你可以看到，这边便是它的龙头，这个脚都是可以看清，非常逼真。
这边我们还做了一些文创，像“鸟巢”、红船，还有这个黄鹤楼的打印。

总台 窦筠韵：来看一下我手中这样的一个盒子，看上去它虽然像一个空盒子，但实在它里面有一些很小的这种飘浮尘埃。
那我们把它同样放到显微镜下面来看一下，可以看到什么东西呢？

总台 窦筠韵：我们在显微镜下面可以看到之前用肉眼非常难以看到的这个尘埃，变成了这样的一个圆孔。
那么这样的一个圆孔直径只有十几微米，那是一根头发丝都难以进入的，这个材料目前是能用于眼部手术。
这台便是3D微纳打印机。
如果想要打印东西，只须要在阁下电脑上进行设计，随后点击操作就可以进行打印。
我们看到现在事情职员在给我们设计了一个CCTV科技推动力的标识，我们开始进行现场的3D微纳打印。

微纳构造增材制造工艺与装备国家重点研发操持研发职员 肖涵：我们调试一下参数。
我们也可以摆2个，乃至摆4个，这样我们一次就可以打多个，全体幅面全都利用上，然后我们点击开始打印。
现在就已经开始打印了，很安静。

微纳3D打印陶瓷构件 运用于医疗等领域

通过微纳3D打印出来的这个小小的标牌，不到指甲盖大小的面积上，可以打印笔墨，也可以打印多种多样的纹路和构件。

现在，通过微纳3D打印出的陶瓷制品，构件内部看不见的眇小流道，粗细乃至不到头发丝的十分之一，可以运用于医疗或工业领域一些分外需求。

微纳构造增材制造工艺与装备国家重点研发操持运用开拓职员 刘晓航：我们这边还有一些用微纳3D打印的陶瓷的产品，它可以用在医疗或者工业方面，比如半导体天线、5G方面的运用。
这个陶瓷构件上面有三根毛，我不知道您看得到吗？

微纳构造增材制造工艺与装备国家重点研发操持运用开拓职员 刘晓航：这是我们一个非常遥遥领先的技能，它上面三根毛实在是直径和头发丝一样粗的，但又不仅仅是一根头发丝，它中间还有一个非常小的一个流道，只有10微米的一个流道，它只有头发丝的1/10。

普利生三维科技总经理 侯锋：我们现在可以用微纳3D打印去打印陶瓷零件，陶瓷零件打出来之后，陶瓷是一个生物相容性很好的东西，它险些没有毒性，经由了1700℃的烧结往后，它里边也没有细菌存在，以是很随意马虎运用在医疗东西上面。
而且陶瓷的高强度也为我们其他的一些运用供应了条件，以是讲我们现在这样的技能在不断发展，我们相信它会改变这个天下。

新技能加持 科学研究探索更多可能

3D打印，正在向更加尖端、更加风雅的方向发展。
更精密的构件，运用于各种工业场景和医学领域，微纳3D打印，如今可以打印、制备仿照人体器官构造的芯片，用于药物等方面的研究。
相信有新技能的加持，科学研究还可以探索更多可能，做事我们的康健生活。

来源：央视新闻客户端