微铸3D打印多超材料用于可编程多模态仿生电子学

基于铸型微铸造3D打印的多材料仿生电子器件研究 学术背景 随着仿生电子技术的快速发展,模拟人类感知功能的电子皮肤(Electronic Skin, E-skin)和柔性传感器在机器人、医疗设备和人机交互等领域展现出广阔的应用前景。然而,现有的仿生电子器件在材料选择、结构复杂性和功能集成方面面临诸多挑战。特别是,如何在不破坏材料性能的前提下,实现多种高难度材料的自由组装和多功能集成,成为当前研究的瓶颈。 传统的制造方法,如电纺、光刻和转移印刷,往往难以同时满足材料多样性和复杂结构的需求。3D打印技术虽然为复杂结构的制造提供了可能,但在处理多种高难度材料时,仍然面临材料兼容性、结构分辨率不足等问题。为了解决这些问题,研究人员借鉴了古代失蜡铸造(Lost-wax Casting)的技术思路,提出了...

基于数字光处理的3D生物打印真皮支架用于全层皮肤组织再生

3D生物打印皮肤支架用于全层皮肤组织再生 学术背景 皮肤是人体最大的器官,承担着抵御外界环境伤害和防止微生物入侵的重要功能。然而,当皮肤受到大面积损伤时,其自我修复能力有限,往往会导致瘢痕形成、炎症反应等问题,影响皮肤的正常形态和功能。传统的皮肤替代品,如薄膜、水凝胶、纳米纤维膜等,虽然能够加速伤口愈合,但无法完全模拟健康皮肤的微环境,导致修复后的皮肤在形态和功能上与正常皮肤存在差异。近年来,三维(3D)生物打印技术因其能够精确控制生物材料和细胞的沉积,构建复杂的3D结构,成为皮肤组织工程领域的研究热点。 本研究旨在开发一种新型的生物墨水(bioink),利用数字光处理(Digital Light Processing, DLP)技术打印出具有抗菌、抗炎和促进细胞增殖功能的皮肤支架,以加速全...

仿生3D打印人工肢助力昆虫机器人自我校正运动

仿生3D打印人工肢助力昆虫机器人自我校正运动

研究背景 在救援任务中,为了提升搜救效率,一种新兴的解决方案是利用电子背包与昆虫的结合体——赛博昆虫(cyborg insects)。这些昆虫结合了生物与电子技术的优势,通过附加的电子背包用于通信、感应和控制。然而,附加设备会影响昆虫的平衡,尤其是在其自我摆正(self-righting)动作中。如果昆虫在执行任务时遭受摔落或意外冲击,原先的机器装置可能会导致其翻倒不能自如行动。为了应对这一挑战,本研究引入了一种仿生3D打印人工肢体,它模仿了瓢虫的自我摆正动作,提高了赛博昆虫在复杂和不可预测条件下的灵活性。 文章来源 该研究由Marc Josep Montagut Marques、Qiu Yuxuan、Hirotaka Sato和Shinjiro Umezu团队完成。作者隶属机构分别是日本早...