近年來(lái)，依托大數據、云計算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)快速發(fā)展，新材料產(chǎn)業(yè)已成為戰略性、基礎性產(chǎn)業(yè)，是未來(lái)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導。如今，新材料技術(shù)與納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)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(guān)注。

01新材料行業(yè)現狀

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(zhì)的功能材料。目前，前沿新材料主要包括硼墨烯材料、過(guò)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略之一。

新材料領(lǐng)域是關(guān)系國家安全和發(fā)展大局的戰略性、基礎性、先導性行業(yè)，保持著(zhù)平穩良好的發(fā)展勢頭。根據Precedence Research的統計，2022年全球新材料市場(chǎng)規模為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(cháng)率可達6.27%，產(chǎn)業(yè)規?？焖僭鲩L(cháng)、創(chuàng )新能力顯著(zhù)提升。

02 3D打印催化創(chuàng )新材料開(kāi)發(fā)

目前，探索新材料3D打印已經(jīng)成為一種新的趨勢，有望突破傳統復合材料成型的限制，帶來(lái)新材料制件領(lǐng)域的成本大幅度降低和時(shí)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(shù)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(xué)葛锜/王榮團隊開(kāi)發(fā)了一種具有超高打印精度和高陶瓷產(chǎn)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(chǎn)率高達56.9%。

超高打印精度、優(yōu)秀的比強度、高陶瓷產(chǎn)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(jìn)PDC陶瓷在工程領(lǐng)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(xué)李營(yíng)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(shí)提升壓電性能和柔韌性的問(wèn)題。首先通過(guò)配置柔性樹(shù)脂基體和采用表面功能化處理壓電陶瓷顆粒，實(shí)現了 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(zhù)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(xué)3D打印中心溫燮文教授聯(lián)合香港大學(xué)機械工程系陸洋教授，提出了一種通過(guò)摩方精密PμSL 3D打印技術(shù)制備同時(shí)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打印系統制備，通過(guò)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其他3D打印玻璃技術(shù)幾個(gè)數量級。

④樹(shù)脂微加工玻碳

新加坡南洋理工大學(xué)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(shù)脂，通過(guò)PμSL 3D打印技術(shù)以及固化熱解處理，成功實(shí)現了玻璃碳（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(shù)脂，然后利用PμSL技術(shù)，并采用nanoArch® S140 （精度：10 µm）3D打印設備將得到的樹(shù)脂打印成型具有微米分辨率的3D結構。

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

⑤3D打印生物墨水

南方醫科大學(xué)口腔醫院于光濤等人聯(lián)合深圳灣實(shí)驗室饒浪教授課題組設計開(kāi)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(xué)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(shù)。基于該技術(shù)，常規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(xué)屬性。該水凝膠材料能夠循環(huán)拉伸超過(guò)10萬(wàn)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(shù)的優(yōu)勢與典型應用。

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

目前，我國新材料產(chǎn)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(shù)開(kāi)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(dòng)我國新材料產(chǎn)業(yè)數智化發(fā)展進(jìn)程。

摩方精密始終致力于提供高精密、高公差控制、高質(zhì)量、高標準的技術(shù)支持與服務(wù)，加強“產(chǎn)學(xué)研醫"協(xié)同以及提升自主創(chuàng )新能力等措施，推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)的健康、有序和可持續發(fā)展，為我國產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級和經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。