2026年6月11日，麻省理工学院（MIT）微系统技术实验室（MTL）研究团队利用光固化成型技术，在约1平方厘米的面积内打印出了16个喷嘴的三轴电喷雾发射器阵列。传统的半导体洁净室制造工艺无法在如此微小的尺度上实现这种多同心喷嘴结构，而光固化成型的一步式打印使这一器件从设想走向现实。
三轴电喷雾发射器的原理，是对三个同心喷嘴施加高电压，同时射入三种互不相溶的液体，形成连续的层状微滴流。固化后的微滴具有不同材质的层状外壳，适用于缓释性药物递送胶囊、生物传感器和自修复材料——不同外壳层可按不同速率降解，实现按需释放活性成分。要将多个发射器集成到小型阵列中，传统半导体洁净室工艺却无法胜任。公开文献中尚无这种小型化多发射器阵列的制造报道：洁净室工艺在足够小的尺度上无法实现三个同心喷嘴所需的复杂三维几何形状。△相关研究成果已发表在《Virtual and Physical Prototyping计》期刊上，研究题目为“增材制造的三轴电喷雾发射器阵列，用于可扩展地生成核壳壳微液滴”（传送门）
光固化成型一步完成且设计迭代周期大幅压缩
MTL首席研究科学家Luis Fernando Velásquez-García带领团队使用光固化成型技术，将单一打印层高控制在仅25微米，远细于一根头发的宽度。整个阵列从开始到完成仅需数小时，而洁净室工艺不仅无法实现所需几何形状，即使可能也需要数周时间。
为确保16个喷嘴均匀出材，团队在内部设计了螺旋形微通道网络，将三种液体均匀分配至每个喷嘴，并防止喷嘴间交叉污染。研究团队测试了多种结构，以确定最佳流速和电压，发现中间液体的粘度是微滴稳定性和层一致性的决定性因素。快速迭代几何形状的能力对项目的进展至关重要。Velásquez-García表示：“我们不可能在半导体洁净室里制造出这样的设备。这只有通过3D打印才能实现。我们能够以更快的速度迭代设计，因此可以积极地优化设计。这种精细化设计的能力是3D打印的关键优势。”
面向缓释递药与自修复材料
三轴电喷雾制备的复合微粒具有多层外壳，不同材质的外壳可分别以不同速率降解，实现按需释放活性成分。这一原理同样适用于自修复材料：将修复剂包裹在特定外壳内，当基体出现裂纹时自动释放修复。这项研究由墨西哥蒙特雷科技大学的Bryan Ivan Quintanar-Abarca担任第一作者。未来研究将进一步缩小器件尺度，并尝试将导电和介电材料集成到发射器阵列中。
来源：南极熊
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