层层深入不断创新仿生3D打印技术分三步走
- 来源：中国智能制造网
- 编辑：齐之越
- 2017/10/25 16:20:11
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【中国智能制造网 本站原创】近年来，仿生学为3D打印带来了众多成果。总体而言，仿生3D打印技术呈现出从宏观到微观，从形似到神似的“三步走”的发展态势。这反映了该领域研究精度的提升、思路的多样化以及技术手段的进步。仿生3D打印今后还将去向何方？让我们拭目以待。
层层深入不断创新 仿生3D打印技术分三步走
近些年，3D打印救助了不少受伤致残或先天畸形的动物，与此同时，这项善于模仿的技术又从动物身上学到了很多，进步十分迅速。仿生学对于3D打印的影响不仅在于所涉范围愈加广泛，更在于研究层次日益深入。从业界新近取得的成果来看，3D打印的仿生之路呈现出三步走的态势。
步：模仿动物肢体的宏观结构
经过亿万年的物竞天择，绝大多数动物都进化出了非常适应自然环境的肢体结构，这成为仿生科技首先关注的对象。仿生3D打印也同样如此。
现在大批人沦为“猫奴”，天天“吸猫”不能自拔。美国佐治亚理工学院的研究人员Alexis Noel不仅吸猫，还吸出了黑科技。他模仿多刺而摩擦力的猫舌头制作了一种3D打印刷子，对于清洁伤口具有明显效果，一经推出便受到医疗和美容业者的强烈关注。
飞机、发电机等机械的噪音相当一部分来自于高速旋转的涡轮叶片，降噪是业界长期关注的难题。猫头鹰在飞行时无声无息，猎物往往是在毫无察觉的情况下被其捕获。美国爱荷华州立大学的科学家受此启发，于近日仿照猫头鹰翅膀的结构造出了超静音3D打印涡轮叶片，使设备噪音大大减少，该发明或对飞机的结构设计产生重大影响。
第二步：模仿动物组织的微观结构
仿生3D打印再进一步，便从宏观过渡到了微观层面。动物组织的独特微观结构大多关系到特定的生理机能，因此通过3D打印仿造它往往具有医疗方面的意义。
薄薄的蝉翼看似脆弱，但相关研究表明，其具有强大的抗菌能力，这得益于其中纳米级别的特殊结构。近，中美两国科研人员达成合作，以聚醚醚酮(PEEK)为原料3D打印出仿真蝉翼。在不添加任何抗生素的条件下，PEEK蝉翼抵御葡萄球菌和绿脓杆菌的能力要明显强于对照组，这说明3D打印在复制组织微观结构的同时，也成功复制了组织功能。该发明有望被改造为抗菌植入物，用于骨科治疗。
第三步：模仿动物组织器官的运行机制
在实现了从宏观到微观物理结构的模仿之后，3D打印开始超越形似，追求神似。近日，美国新罕布什尔大学的一项研究展示了仿生3D打印的新潜能。
该研究主要指向医疗应用和军事安防，其核心是研发一种细胞开放机制。项目的灵感来自于变色龙的皮肤。然而，科研人员并非要用3D打印机再造变色龙的皮肤组织，而是模仿其细胞运动机制，制作了一种用单元格组成的原型材料。从外观上看，它并不像变色龙皮肤，但却具备相同的运行原理，可实现类似的功能。该成果有望为药物传输和变色伪装技术带来重大革新。
宏观和微观，形似和神似其实并无高下之分，但这一发展走向的确体现了仿生3D打印研究精度的提升、思路的多样化以及技术手段的进步。完成“三步走”之后，仿生3D打印还将去向何方，让我们拭目以待。
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