多孔介質(zhì)內(nèi)的氣泡流動常呈現(xiàn)出高度復雜且難以預測的特性，這對實現(xiàn)其精確控制提出了嚴峻挑戰(zhàn)。由于缺乏有效的調(diào)控手段，不僅制約了多孔介質(zhì)內(nèi)多相流動行為的人為干預能力，也直接影響了一系列工業(yè)設備與系統(tǒng)的設計與性能優(yōu)化。隨著微流控技術的興起，憑借對微通道結構與流體交匯區(qū)域的精確設計，研究人員能夠操縱氣泡與液滴的生成、運動與融合，進而構建復雜乳液體系并執(zhí)行特定化學或生物操作。然而，傳統(tǒng)微流控系統(tǒng)仍受限于其封閉式的二維通道結構，往往將多相流過程約束在百微米尺度范圍內(nèi)，導致系統(tǒng)通量有限、可擴展性不足。

在這一背景下，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）開展了前瞻性研究，展示了如何通過3D打印技術制備的結構化多孔介質(zhì)，對注入氣體的流動路徑實現(xiàn)確定性控制。該結構化多孔介質(zhì)可精確調(diào)控氣液界面形態(tài)，引導兩相流體在多孔材料中的分布行為。被導向與分布后的氣泡能夠與周圍液體發(fā)生充分的物理與化學相互作用，研究團隊據(jù)此設計出一種流體邏輯控制方法，可在晶格結構內(nèi)實現(xiàn)對流向的智能重定向。這一方法為構建用于反應捕獲系統(tǒng)和高效曝氣生物反應器的復雜結構奠定了基礎，形成可精準調(diào)控的兩相邊界模式，從而顯著提升液相與氣相反應劑的利用效率。該研究以“Three-Dimensional Bubble Fluidics in Architected Porous Media"為題發(fā)表在國際期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

研究中關鍵的肺狀通道結構（圖2）與S形晶格結構（圖3），均采用摩方精密microArch® S240 （精度：10μm）高精度3D打印系統(tǒng)制造，為復現(xiàn)復雜工程結構提供了可行制造方案。這一技術平臺通過將氣泡的預期形狀與流動路徑“編碼"到三維晶格設計中，實現(xiàn)了從被動觀察到主動架構流體行為的跨越。在CO?吸收器中，通過確定性控制氣液界面分布，可顯著增強相間傳質(zhì)，實現(xiàn)更高效、更持久的碳捕獲。在生物反應器中，該方法可用于優(yōu)化氧氣分布，為反應器內(nèi)活細胞提供更均勻的曝氣，從而提升反應器性能。

#Empowering Global Scientific Research and Innovation

以精密制造，賦能全球科研創(chuàng)新

隨著澳大利亞莫納什大學的BioPRIA研究所與韓國延世大學生物醫(yī)學電子實驗室已引進摩方microArch® S150（精度：25μm）3D打印系統(tǒng)，悉尼大學查爾斯·珀金斯中心——這一全球多學科健康研究重鎮(zhèn)也引入了S150，旨在為糖尿病、肥胖癥及心血管疾病的機制研究與防治方案，開發(fā)新一代的研究工具與全新解決方案。該設備自上市以來，在短期內(nèi)已獲得多家高校及科研機構的批量訂單，展現(xiàn)出巨大的科研應用潛力。

澳大利亞國家制造中心（ANFF） 已將全澳自動化微納3D打印系統(tǒng)microArch® S240A（精度：10μm）納入其旗艦平臺，并正式確立其為微納制造領域的核心科研裝備。該設備正在為澳大利亞的科研人員提供從原理驗證到功能原型制作的全流程支持，顯著加速了在新材料開發(fā)、微傳感器及優(yōu)良生物器件等領域的創(chuàng)新進程。

摩方精密的微納3D打印技術正持續(xù)為全球科學研究提供強大的制造能力。支持從微米到厘米級別的跨尺度復雜結構一體化成型，成為前沿科學探索與工業(yè)研發(fā)的關鍵制造平臺。依托其多材料兼容能力（涵蓋高性能樹脂、生物相容性樹脂、陶瓷漿料及水凝膠材料等），摩方系統(tǒng)可滿足特種應用場景中對材料功能性與結構精細度的雙重要求。目前，摩方技術和設備已服務全球40個國家的數(shù)千家企業(yè)、高校及科研機構，涵蓋精密電子、醫(yī)療器械、新能源等多個行業(yè)，成為推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展和制造轉(zhuǎn)型升級的重要力量。