技術文章
Technical articles在當今快速發展的科技時代，半導體行業作為全球經濟發展的關鍵驅動力，其動態變化對全球經濟格局產生深遠影響。它不僅直接促進了電子制造業進步，帶動軟硬件行業成長，還催生了新技術、新產品和新商業模式。從半導體材料的基礎研發，到半導體設計的創新突破，再到集成電路的制造與應用，全球半導體產業競爭格局將迎來深刻變革。據Statista預測，到2029年，全球半導體市場規模將從2024年的607億美元增長至980億美元，年復合增長率為14.9%。作為技術的半導體芯片，其制造過程極其復雜，主要...
香港城市大學王鉆開教授及其合作者借鑒南洋杉葉片多重懸臂結構特征，制備了仿南洋杉3D毛細鋸齒結構表面，通過建立3D固/液界面交互作用，實現流體運動方向的自主選擇。研究者借鑒南洋杉葉片結構特征，使用摩方精密PμSL3D打印技術（nanoArch®S140，精度：10μm），設計并制備了由平行排列的具有橫向和縱向曲率的雙重懸臂結構的鋸齒陣列組成的仿南洋杉3D毛細鋸齒結構表面、具有對稱垂直平面葉片結構的表面、具有傾斜平面葉片結構的表面和具有平行溝槽結構的表面。
在微尺度下，可控液體操控技術廣泛應用于各類生命系統和工程領域。研究人員通過界面科學理論和生物學的啟發，利用精密加工和開發智能材料，在近二十年間提出了一系列的液體操控技術，滿足了微流控、生化分析等領域對精密穩定的液體操作需求。當前的技術思路主要分為兩類：第一類是利用無需能量輸入的被動靜態結構來調控液體動力學，如豬籠草上的定向液體輸運和蛛網結構的集水現象；第二類是通過引入動態外部場來實現復雜可調的液體行為，如利用電場、磁場、聲場等對液體進行主動調控。當下關鍵挑戰在于，如何構建一種...
皮膚和軟組織感染十分常見，特別是在抗生素難以滲透的深層組織中，細菌能夠形成生物膜，這使得它們更難對抗生素產生反應。為了克服這一問題，聯合治療策略備受關注。多粘菌素B（PB）和姜黃素（CUR）的聯合治療顯示出系統性細菌生長抑制效果。然而，目前面臨的主要挑戰包括制造可分離微針的材料局限性、環境因素對微針的影響和藥物輸送機制。通過技術優化來克服這些挑戰，將為深層皮膚感染的治療提供新路徑，從而有望改善全球健康狀況和抗生素耐藥性問題。針對以上問題，中國科學技術大學精密機械與儀器系徐曉嶸...
香港中文大學張立教授團隊與哈爾濱工業大學（深圳）金東東副教授，聯合香港城市大學張甲晨教授、中國科學技術大學王柳教授，提出了一種新型的軟材料結構動態形貌調控方法。該團隊結合硬磁性顆粒與彈性體制備得到磁性彈性體，并使其在一端受限的條件下溶脹產生可控的屈曲結構，接著加以磁化形成各向異性的三維磁疇分布。得到的磁性彈性體在外界可編程磁場的驅動下，能夠實現多模態三維形貌的動態可控變換，在微流體操縱、軟體機器人等領域中具有廣闊的應用前景。團隊通過利用各式屈曲變形產生的不同微流體行為（如定向...
具有3D幾何形狀的結構色物體在光學設備、傳感、定制化裝飾等領域具有廣泛的應用前景。目前3D結構色物體的制備流程繁瑣，成型后通常需求后處理產生結構色。一步實現結構色的直接生成和三維結構的成型仍存在挑戰。近期，華中科技大學化學與化工學院朱錦濤、張連斌教授團隊在3D結構色物體制備方面取得了進展。他們提出了一種通過墨水直寫打?。―irectInkWriting,DIW）的方式，將由膠體粒子與聚合物組成的超分子膠體復合物直接打印一步構筑具有3D結構的結構色物體的方法（圖1）。該研究中，...
集成微流控芯片技術在生物醫學和生物物理學領域展現了巨大的潛力，它能夠實現細胞分離、捕獲以及檢測單細胞等多種功能。液體的交換和微流控芯片的集成也起著關鍵性作用，這使得研究者能夠精確調控細胞外環境，并同步刺激與檢測單個細胞，從而實時觀察到細胞響應的細致與動態變化。為了精確測量細胞在刺激下的瞬態反應，高速液體交換和精確的測量技術也變得至關重要。在本研究中，來自日本名古屋大學、東京大學和東北大學的團隊研發了一種集成了微流控芯片和雙泵探針的系統來測量單個細胞瞬態響應的新方法。該系統由雙...
增材制造，通常被稱為3D打印，在組織工程領域因其能夠制造具有復雜三維和可定制幾何形狀的合成生物相容性支架而受到了顯著關注。這些支架能夠有效地支持細胞生長和組織形成，其中材料擠出、材料噴射和槽式光聚合在內的3D打印技術已被用于支架的制造。目前，生物打印技術可以直接3D打印細胞，這些細胞被嵌入水凝膠墨水中，能同時保持與解剖結構相似的空間布局。盡管增材制造在支架制造方面取得了快速進展，但仍存在一些挑戰。尤其是在單個制造模式中實現部件大小、打印分辨率、尺寸范圍、結構穩定性和生物相容性...
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