电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术

    微纳增材制造（微纳尺度3D打印）属增材制造和微纳制造的前沿方向，微纳尺度3D打印被美国麻省理工学院《技术评论》列为2014年十大具有颠覆性的新兴技术。当前微纳3D打印基本上被德国、美国等少数国家所垄断。本中心提出并建立一种原创性的微纳增材制造新技术—电场驱动喷射沉积微纳3D打印。它利用自激发静电场以及电流体动力学缩颈效应实现锥射流微喷射成形1D（微液滴或者微熔滴）和2D（微细线或者纳米纤维）微纳结构，并结合电荷诱导自对正多层精准堆积，实现复杂3D微纳结构增材制造。为了满足实际工程应用中同时兼顾打印精度和打印效率，提出三种全新的可自由切换的打印模式：微挤出模式；脉冲锥射流模式；连续锥射流模式，根据成形件的具体特征结构要求，打印过程采用相匹配的打印模式，实现大面积宏/微结构跨尺度制造。对于电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术，团队已经从成型原理、理论模型、数值模拟、关键技术和装备、实验研究和工艺优化、重要工程应用等多个方面开展了系统的研究，相关研究成果已经在国际顶尖期刊《Advanced Materials》、国内顶尖期刊《科学通报》和《中国科学》等发表高水平学术论文26篇，授权美国和中国发明专利12项，获软件著作版权4项，美国、瑞典、新加坡等国际会议邀请报告10次。此外，开发了国内首台具有完全自主知识产权的电场驱动喷射沉积微纳3D打印机，并在透明电极、柔性透明导电膜、透明电加热、透明电磁屏蔽、可降解心血管支架、高性能组织支架、纸基电子、柔性电子、3D结构电子等多个工程领域进行应用示范。