综述:《分析化学领域中3D与4D打印技术的前沿:从设备制造到实际应用》

《ChemistrySelect》:Frontiers of 3D and 4D Printing in Analytical Chemistry: From Device Fabrication to Practical Implementation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年05月12日 来源:ChemistrySelect 2

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   摘要 增材制造技术,尤其是三维和四维打印,正在通过提供前所未有的设备创新、定制和集成机会来改变分析化学领域。三维打印使得微流控平台、色谱支撑结构和传感器外壳的快速原型制作成为可能,并且具有高精度

  

摘要

增材制造技术,尤其是三维和四维打印,正在通过提供前所未有的设备创新、定制和集成机会来改变分析化学领域。三维打印使得微流控平台、色谱支撑结构和传感器外壳的快速原型制作成为可能,并且具有高精度和较低的成本。四维打印技术(使用响应刺激和可适应的材料)进一步扩展了功能,允许对分析设备进行实时动态调节。本综述重点介绍了支持这些进步的材料、打印方式和设计工作流程,以及它们与色谱学、光谱学和质谱学等主要分析技术的集成。案例研究展示了这些打印设备在环境监测、药品质量保证和临床诊断中的成功应用。然而,在实现标准化、合规性、可扩展性和可适应材料的长期稳定性方面仍存在挑战。新兴趋势包括集成人工智能、机器学习和先进的数据分析技术,以提升性能和预测能力。三维/四维打印与芯片实验室系统和便携式平台的结合为开发自主和可持续的分析工作流程带来了希望。总体而言,这些创新将增材制造技术视为一种变革性技术,重新塑造了分析科学的未来,并弥合了实验室开发与实际应用之间的差距。

图形摘要

三维和四维打印技术通过实现微流控平台、传感器和实验室组件等定制设备的快速且经济高效的制造,正在改变分析化学领域。这些技术支持分析系统的精确设计、集成和自动化。智能材料(包括响应刺激的聚合物和水凝胶)的运用使得四维打印结构能够动态适应环境或生物触发因素。这一进步提升了分析应用中的功能性、灵敏度和实时响应能力。总体而言,这些创新改善了样品处理、检测和便携性,为即时诊断、环境监测和下一代分析设备的发展提供了巨大潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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