加拿大康考迪亞大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在微制造領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，成功開發(fā)出名為“近場(chǎng)聲打印”（PSP）的創(chuàng)新技術(shù)。這項(xiàng)突破性成果已發(fā)表于《微系統(tǒng)與納米工程》期刊，標(biāo)志著聲學(xué)打印技術(shù)向高精度制造邁出關(guān)鍵一步。與傳統(tǒng)依賴光或熱的3D打印方式不同，PSP技術(shù)通過聚焦超聲波直接固化液態(tài)聚合物，實(shí)現(xiàn)了打印分辨率的顯著提升——其精度較現(xiàn)有聲學(xué)打印方案提高約十倍。

研究團(tuán)隊(duì)基于此前提出的“直接聲打印”概念展開深化探索。早期實(shí)驗(yàn)已證實(shí)聲音可觸發(fā)特定聲化學(xué)反應(yīng)，使材料按需固化，但受限于聲源與打印界面的距離，在分辨率和穩(wěn)定性方面存在瓶頸。此次突破性改進(jìn)將聲源位置大幅貼近打印界面，通過優(yōu)化聲場(chǎng)分布與能量控制，不僅使微米級(jí)結(jié)構(gòu)的成型精度提升至新水平，還顯著降低了能耗，實(shí)現(xiàn)了更復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定制造。

該技術(shù)對(duì)柔性材料加工具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。以硅膠為代表的軟性材料在芯片實(shí)驗(yàn)室裝置和可穿戴設(shè)備中應(yīng)用廣泛，但其微尺度加工長(zhǎng)期面臨工藝挑戰(zhàn)——傳統(tǒng)方法易導(dǎo)致材料變形或性能損傷。PSP技術(shù)通過非接觸式的超聲波固化方式，完美規(guī)避了熱應(yīng)力或光損傷問題，為柔性電子器件的精密制造開辟了新路徑。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)可穩(wěn)定構(gòu)建直徑小于50微米的柔性結(jié)構(gòu)，且表面粗糙度較傳統(tǒng)工藝降低60%以上。

這項(xiàng)研究由博士畢業(yè)生謝爾文·福魯格、穆圖庫馬蘭·帕基里薩米教授及穆赫辛·哈比比共同主導(dǎo)，并獲得加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會(huì)的資金支持。團(tuán)隊(duì)表示，PSP技術(shù)有望重塑醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備與軟體機(jī)器人關(guān)鍵部件的研發(fā)模式。例如，可穿戴生物傳感器需要集成微米級(jí)柔性電路，而軟體機(jī)器人的仿生驅(qū)動(dòng)單元更依賴高精度彈性結(jié)構(gòu)，這些需求均可通過該技術(shù)得到高效滿足。目前，研究團(tuán)隊(duì)正與醫(yī)療設(shè)備企業(yè)合作，探索將技術(shù)應(yīng)用于即時(shí)診斷芯片的規(guī)模化生產(chǎn)。