综述:3D打印用于超润湿表面

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Advanced Materials Technologies 6.2

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  本综述系统探讨了3D打印技术在超润湿表面(superhydrophobicity/superhydrophilicity)制备中的突破性应用,重点分析了立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)等技术在构建复杂微结构、实现梯度/各向异性润湿行为方面的优势,及其在油水分离、自清洁和生物医学工程领域的应用潜力。

  

Abstract

本文系统综述了3D打印技术在超润湿表面制备领域的前沿进展。传统的光刻和蚀刻技术在处理复杂结构和规模化生产方面存在局限,而3D打印技术凭借其精度高、可定制性强和材料利用率高等特点,为构建具有特殊润湿性能的微结构提供了全新解决方案。

技术优势与创新

立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)等光固化3D打印技术能够精确制造具有微纳米级特征的复杂结构,这些结构通过调控表面形貌和化学组成来实现超疏水(接触角>150°)或超亲水(接触角接近0°)特性。与传统方法相比,3D打印可实现多材料集成和梯度润湿设计,例如创建具有各向异性润湿行为的表面,使水滴在特定方向上呈现差异化铺展行为。

应用领域突破

在油水分离领域,3D打印制备的超润湿膜可实现高效选择性分离,疏水亲油表面用于油品回收,而亲水疏油表面适用于水净化。自清洁表面通过构建超疏水微结构实现污染物自动滚落,在建筑材料和医疗器械领域具有应用价值。生物医学工程中,3D打印的润湿可控表面可用于组织工程支架设计,通过调控细胞粘附区域促进定向生长,或制造微流控芯片实现生物检测。

挑战与展望

当前技术仍面临材料体系有限(需开发兼具良好打印性和功能性的材料)、分辨率与打印效率平衡等挑战。未来需进一步优化打印工艺参数,开发多功能复合材料,并推动从实验室样品向实际应用的转化。

Conflict of Interest

作者声明无利益冲突。

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