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软体机器在外部磁场刺激下会根据各向异性磁化产生有针对性的形状变化和运动，在仿生应用方面具有巨大的潜力。然而，模仿生物功能，特别是模仿器官的复杂中空结构及其动态行为仍然是一个挑战。 针对这一难题，近日，哈尔滨工业大学谢晖团队开发了一种基于三维均匀磁场辅助立体光刻的打印方法，用于制造具有内部空腔和可编程磁化的薄壁软体机器。该打印技术采用Halbach阵列和电磁线圈产生可调节的均匀磁场（高达80毫特），有效地排列铁磁性粒子，然后通过图案化的紫外光固化。一种支撑策略和优化的材料组成提高了打印的稳定性和成功率。 作者所开发的方法使能够制造出由磁场驱动的软体机器，能够进行蠕动推进、单向液体输送、周期性泵送动作和吸入-排出变形。这些结构的空心率高达0.92，并实现了并行制造，这表明该技术在仿生医学应用方面具有巨大的潜力，因为它能够模拟复杂的生物行为和功能。![]()
图1 任意三维均匀磁场辅助的立体光刻方法方案
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图2 打印性能和3D磁性图案的表征
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图3 打印薄壁磁性结构的策略
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图4 3D打印的具有可编程变形的软体结构
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图5 模拟人体肠道的磁性3D挤出机器
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图6 仿生柔性泵的设计与功能
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图7 具有仿生进排行为和医学潜力的磁性软胶囊机器人
- 原文题目：Programmable spatial magnetization stereolithographic printing of biomimetic soft machines with thin-walled structures
- 论文共同第一作者：Xianghe Meng,Shishi Li
- 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-54773-2声明：推文如有不科学、不准确之处，或涉及知识产权问题，欢迎专业人士或作者下方私信更正或删除。欢迎论文投稿荐稿（免费），推广合作请后台私信。下方“阅读原文”可直接查看原文
