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軟體動(dòng)物的殼盡管高度礦化，仍展現(xiàn)出良好的強(qiáng)度和韌性，這得益于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效控制裂縫及其他類(lèi)型的局部變形（如剪切帶）的擴(kuò)展。以皇后海螺為例，其殼內(nèi)部的交叉層狀結(jié)構(gòu)由四個(gè)不同層級(jí)的層狀特征組成，并以三維排列方式組裝，使其因良好的強(qiáng)度和韌性而聞名?；诨屎蠛Ｂ輾さ膸缀卧O(shè)計(jì)原理，改良后的超材料有望規(guī)避強(qiáng)度-傳導(dǎo)性和強(qiáng)度-密度之間的典型權(quán)衡。受皇后海螺殼交叉層狀微結(jié)構(gòu)的三維分層和交互式結(jié)構(gòu)概念的啟發(fā)，研究人員設(shè)計(jì)了一種新型的生物啟發(fā)力學(xué)超材料。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)允許采用一種優(yōu)美的失效機(jī)制，...

隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步，3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到醫(yī)療設(shè)備的制造中，其中，3D打印內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)更是為醫(yī)療領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變革。技術(shù)原理上，3D打印內(nèi)窺鏡采用先進(jìn)的增材制造技術(shù)，根據(jù)患者的具體情況，使用生物兼容的材料進(jìn)行個(gè)性化定制。通過(guò)高精度的3D打印設(shè)備，可以制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度的內(nèi)窺鏡，以滿(mǎn)足不同患者的需求。與傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡相比，3D打印內(nèi)窺鏡具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，它能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化定制，根據(jù)患者的生理結(jié)構(gòu)和病變情況，制作出適合的內(nèi)窺鏡，從而提高診斷的準(zhǔn)確性和舒適度。其次，3D...

伴隨第四次工業(yè)革命的浪潮，元宇宙正在重新塑造人類(lèi)與空間之間的互動(dòng)關(guān)系。在這一過(guò)程中，交互技術(shù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)的綜合應(yīng)用，不僅構(gòu)筑了通往元宇宙的橋梁，而且催生了虛擬與現(xiàn)實(shí)之間無(wú)縫融合的新型交互模式。3D打印技術(shù)作為這一生態(tài)體系中的關(guān)鍵一環(huán)，以其魅力和潛力，將虛擬模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體物品，實(shí)現(xiàn)了交互方式的創(chuàng)新、建筑與場(chǎng)景的再現(xiàn)，乃至生物組織和器官的打印，從而極大地豐富了元宇宙的內(nèi)涵，使之變得更加真實(shí)可感。軟體機(jī)器人在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）眼鏡和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）耳機(jī)等設(shè)備中的應(yīng)用也日...

隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展，微納3D打印機(jī)在各種精密工業(yè)和研究領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。這種能夠打印微米至納米級(jí)別精度的打印機(jī)開(kāi)啟了制造業(yè)的新紀(jì)元。然而，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，掌握該設(shè)備的使用仍然存在一定的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)階段的準(zhǔn)備是成功打印的關(guān)鍵。由于微納3D打印的精度要求高，因此在設(shè)計(jì)模型時(shí)確保模型的分辨率高，且無(wú)不必要的細(xì)節(jié)。這不僅可以減少打印過(guò)程中的錯(cuò)誤，還能加快打印速度。此外，了解打印機(jī)的具體規(guī)格，如打印尺寸限制、層厚度和材料要求，也是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素。選擇合適的打印材料至關(guān)重要...

隨著3D打印技術(shù)在科研領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，選擇一臺(tái)適合自己研究需求的3D打印機(jī)成為了科研工作者們的一項(xiàng)重要任務(wù)。合適的設(shè)備不僅能夠提高實(shí)驗(yàn)效率，還能確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性和可靠性。以下是在選擇設(shè)備時(shí)需要考慮的幾個(gè)關(guān)鍵因素。1.明確研究需求是選擇科研3D打印機(jī)的前提。考慮你的研究領(lǐng)域?qū)Υ蛴【?、速度、材料特性等方面的具體要求。例如，生物醫(yī)學(xué)研究可能需要使用具備生物相容性材料的打印機(jī)，而航空航天領(lǐng)域則可能對(duì)零件的機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性能有更高的要求。2.打印技術(shù)的多樣性也是選擇時(shí)的重要考量點(diǎn)...

材料在不同加載應(yīng)變率下會(huì)表現(xiàn)出不同的力學(xué)行為。對(duì)于應(yīng)用于航空航天、精密切削等載荷領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，獲取它們?cè)诓煌瑧?yīng)變率下的物性參數(shù)并構(gòu)建材料數(shù)據(jù)庫(kù)是十分重要的。然而，常見(jiàn)的力學(xué)加載手段包括準(zhǔn)靜態(tài)加載（10-3~10-1s-1）、高速液壓伺服試驗(yàn)機(jī)（10-1~103s-1）和霍普金森桿（103~104s-1），它們難以實(shí)現(xiàn)對(duì)104s-1及以上量級(jí)加載應(yīng)變率的調(diào)控。使用輕氣炮驅(qū)動(dòng)面密度梯度飛片（ADGF）的準(zhǔn)等熵加載技術(shù)在動(dòng)態(tài)高壓領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。通過(guò)對(duì)ADGF的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)...

柔性壓力傳感器可將機(jī)械刺激轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的友好交互。電容型柔性壓力傳感器不僅可以檢測(cè)靜態(tài)壓力，還能同時(shí)檢測(cè)動(dòng)態(tài)壓力，其信號(hào)也較為穩(wěn)定，因此被廣泛研究與應(yīng)用。但這類(lèi)傳感器的響應(yīng)速度通常較慢，處于數(shù)十毫秒量級(jí)（對(duì)應(yīng)頻率帶寬為數(shù)十赫茲）。這與作為介電層的軟材料對(duì)動(dòng)態(tài)壓力的響應(yīng)時(shí)間相差至少6-7個(gè)數(shù)量級(jí)（響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)別，對(duì)應(yīng)頻率帶寬可到億赫茲水平）。這種顯著的差異主要來(lái)自于兩個(gè)方面：一是材料的粘彈性，二是電極與介電層界面在動(dòng)態(tài)加載與卸載過(guò)程中的能量耗散。然而，過(guò)去十多...

近年來(lái)，用于藥物遞送的微針陣列由于微創(chuàng)、無(wú)血和低疼痛感等特點(diǎn)得以應(yīng)用和推廣，此外由于活體皮下組織中具有特別的藥代動(dòng)力學(xué)和免疫特點(diǎn)，皮下組織的藥物遞送技術(shù)具有很好的前景。微針陣列的藥物遞送方式是通過(guò)將微針陣列刺入到皮下組織，隨后釋放藥物以達(dá)到治療效果?？扇芪⑨橁嚵性谖⑨橁嚵械难芯款I(lǐng)域中一直備受關(guān)注，其藥物遞送原理是當(dāng)可溶微針陣列刺入皮下組織后，組織液會(huì)通過(guò)將微針陣列溶解來(lái)釋放包裹在其中的藥物。其制備工藝多以傳統(tǒng)翻模工藝為主，但容易存在微針尖附著性不佳、襯底剛性和襯底載藥等問(wèn)題，...