近年來，依托大數(shù)據、云計算、人工智能等先進技術快速發(fā)展，新材料產業(yè)已成為戰(zhàn)略性、基礎性產業(yè)，是未來高新技術產業(yè)發(fā)展的基石和先導。如今，新材料技術與納米技術、生物技術、信息技術相互融合，結構功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯，精密、低碳、高性能、綠色、可再生循環(huán)等環(huán)境友好特性倍受關注。

01新材料行業(yè)現(xiàn)狀

新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結構材料和有特殊性質的功能材料。目前，前沿新材料主要包括硼墨烯材料、過渡金屬硫化物、陶瓷復合物、3D打印材料、仿生塑料等，加快布局前沿新材料已成為我國的重大戰(zhàn)略之一。

新材料領域是關系國家安全和發(fā)展大局的戰(zhàn)略性、基礎性、先導性行業(yè)，保持著平穩(wěn)良好的發(fā)展勢頭。根據Precedence Research的統(tǒng)計，2022年全球新材料市場規(guī)模為613.5億美元，預計到2032年將達到1127億美元左右，從2023年到2032年的年復合增長率可達6.27%，產業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L、創(chuàng)新能力顯著提升。

02 3D打印催化創(chuàng)新材料開發(fā)

目前，探索新材料3D打印已經成為一種新的趨勢，有望突破傳統(tǒng)復合材料成型的限制，帶來新材料制件領域的成本大幅度降低和時間大幅度縮短的變革。摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）高精密3D打印技術為提高新材料樣件制造效率、降低制造成本提供多樣化創(chuàng)新性解決方案。

①聚合物衍生SiOC陶瓷

南方科技大學葛锜/王榮團隊開發(fā)了一種具有超高打印精度和高陶瓷產率的PCP前驅體，采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）和microArch® S240（精度：10 μm）3D打印設備，制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復雜三維結構，打印精度高達5μm。PCP前驅體在1100℃真空熱解后轉化為SiOC陶瓷，陶瓷產率高達56.9%。

超高打印精度、優(yōu)秀的比強度、高陶瓷產率以及復雜高精度零部件的可加工性能，這些特性可極大的促進PDC陶瓷在工程領域和惡劣環(huán)境中的應用。

②柔性壓電陶瓷復合材料

北京理工大學李營團隊研究了一種新型的柔性壓電陶瓷復合材料 (FPCCs)，旨在解決 FPCCs 制備精度低和難以同時提升壓電性能和柔韌性的問題。首先通過配置柔性樹脂基體和采用表面功能化處理壓電陶瓷顆粒，實現(xiàn)了 FPCCs 柔韌性和壓電性能的協(xié)同提升。其次，團隊利用nanoArch® S140（精度：10 μm）制備了體心立方(BCC)結構，添加了不影響壓電性能的光吸收劑 TiO2，顯著提高了3D打印精度。最終制備的 FPCCs 具有高精度、高柔韌性和良好的壓電性能，為 FPCCs 的多功能應用拓展了新的研究方向。

③熔融石英玻璃

香港理工大學3D打印中心溫燮文教授聯(lián)合香港大學機械工程系陸洋教授，提出了一種通過摩方精密PμSL 3D打印技術制備同時具有亞微米特征及毫米/厘米級尺寸的熔融石英玻璃三維構件的方法。熔融石英玻璃三維微納樣品由摩方精密2 μm精度的nanoArch® P130超高精密3D打印系統(tǒng)制備，通過結合PμSL 3D打印靈活地創(chuàng)建具有復雜的三維亞微米結構的高性能透明熔融石英玻璃，其分辨率、構建速度及成型幅面均超越了目前大多數(shù)其他3D打印玻璃技術幾個數(shù)量級。

④樹脂微加工玻碳

新加坡南洋理工大學胡曉教授團隊報道了新型可光固化的鄰苯二甲腈（PN）單體并制備了可3D打印樹脂，通過PμSL 3D打印技術以及固化熱解處理，成功實現(xiàn)了玻璃碳（Glassy Carbon）的精密微加工。在他們的工作中，研究者首先合成了可光固化PN單體并溶解在溶液中配成可打印樹脂，然后利用PμSL技術，并采用nanoArch® S140 （精度：10 µm）3D打印設備將得到的樹脂打印成型具有微米分辨率的3D結構。

此方法為推進玻璃碳在醫(yī)療工具、電化學器件、精密微成型設備，以及在能源和航空航天技術中的應用提供了一個新的設計思路。

⑤3D打印生物墨水

南方醫(yī)科大學口腔醫(yī)院于光濤等人聯(lián)合深圳灣實驗室饒浪教授課題組設計開發(fā)了一種3D打印生物墨水用于牙周炎源性骨缺損修復，該生物墨水由EPLGMA為主體并裝載干細胞和細胞囊泡用于發(fā)揮抗菌抗炎促成骨功能。摩方精密microArch® S230（精度：2 μm）打印了以EPLGMA為主體的仿生模板，結合模板法和光引發(fā)聚合合成了EPLGMA@PDLSCs@MDCSs-MV(EPM)。

⑥高強韌水凝膠

上海交通大學林秋寧研究員/朱麟勇教授課題組提出一種全新的、廣泛適用的水凝膠交聯(lián)技術。基于該技術，常規(guī)的水溶性高分子如聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、多糖等，僅需數(shù)秒光照即可形成既強又韌的水凝膠材料，創(chuàng)新了水凝膠的制備與力學屬性。該水凝膠材料能夠循環(huán)拉伸超過10萬次，團隊利用摩方精密nanoArch® P140（精度：10 μm）設備，充分驗證了水凝膠技術的優(yōu)勢與典型應用。

該技術的提出，意味著高強韌水凝膠材料的制備將從此變得輕而易舉，賦予水凝膠生物醫(yī)用廣闊的想象空間。

目前，我國新材料產業(yè)發(fā)展在全球范圍內仍處于跟跑階段，亟須從頂層謀劃、創(chuàng)新性技術開發(fā)應用、基礎設施建設和優(yōu)化發(fā)展生態(tài)等方面發(fā)力，加快推動我國新材料產業(yè)數(shù)智化發(fā)展進程。

摩方精密始終致力于提供高精密、高公差控制、高質量、高標準的技術支持與服務，加強“產學研醫(yī)"協(xié)同以及提升自主創(chuàng)新能力等措施，推動新材料產業(yè)的健康、有序和可持續(xù)發(fā)展，為我國產業(yè)結構的優(yōu)化升級和經濟的高質量發(fā)展提供有力支撐。