年次レビュー | 2024 年に MF Precision で最も影響力のある記事トップ 10

2024年には、マイクロナノ3Dプリント技術がさまざまな分野で変革的な影響を発揮し、科学研究のミクロレベルでの複雑で精密な構造の迅速な製造の実際のニーズを満たし、学術研究成果の成果を大幅に充実させ、バイオメディカル、マイクロメカニクス、バイオニクス、センサー技術、材料科学などの重点分野の応用範囲をさらに広げ、我が国の科学技術革新と産業のアップグレードに強力なサポートを提供します。

Mofang Precisionは、国際的に認められたジャーナルインパクトファクター評価システムに基づいて、2024年に公式アカウントで公開された最も影響力のある論文トップ10を選出しました。この一連の記事は深い洞察と将来を見据えたアイデアに満ちており、学術的探究に明確な方向性を示しています。ここでは、この知識レビューの旅に参加して、科学者が多様な革新的技術の開発をどのように促進しているかを目撃していただくようお願いしています。

01
注入型超音波トランスデューサー

■ 掲載誌：Nature IF: 50.5
■研究チーム：華中科技大学のZang Jianfeng教授、Jiang Xiaobing教授、シンガポールの南洋理工大学のChen Xiaodong教授 ■DOI：10.1038/s41586-024-07334-y

この研究では、革新的な注射可能な超音波ゲルセンサーが開発されました。「超音波スーパーゲル」と呼ばれるこのセンサーは、二重ネットワーク架橋ハイドロゲルマトリックスと、内部に周期的に配置された空気チャネルで構成されており、体積はわずか 2×2×2mm3 です。この注入可能なセンサーは、研究チームによって、MMF 精密 nanoArch® S140 (精度: 10 μm) を使用して金型を加工し、その後ハイドロゲル成形によって鋳造されて準備されました。

このセンサーは、従来の有線センサーの感染リスクや術後合併症を克服し、患者の医療の利便性を大幅に向上させ、スマート医療・健康分野の発展に新たな活力を注入すると期待されています。

02
ウェアラブルフレキシブル電極がアオガエルのひれを模倣

■ 出版されたジャーナル: Advanced Materials IF: 27.4
■研究チーム：西安交通大学のShao Jinyou教授とTian Hongmiao教授 ■DOI：10.1002/adma.202404761

この研究では、生理学的電気信号を長期にわたって継続的に監視するために、アオガエルの水かきのある足を模倣した、非侵襲的で柔軟なウェアラブル電極を提案します。フレキシブル電極は、高精度3Dプリンティングシステム「MMF nanoArch® S130（精度：2μm）」で金型を加工し、導電性複合材料で成型することで作製します。

このバイオニック電極は、乾いた/湿った皮膚表面への安定した接着を実現でき、高い透水性と通気性、長時間の装着感、安定した低い接触インピーダンスなどの利点があり、生理的電気信号の長期連続検出の広範な応用を促進することが期待されます。

03
固有狭帯域青色室温燐光材料

■ 出版されたジャーナル: Advanced Materials IF: 27.4
■研究チーム：北西工科大学の黄偉院士と于涛教授 ■DOI：10.1002/adma.202412468

研究チームは、Cphpz、1O-Cphpz、2O-Cphpzと名付けられた一連の新しい狭帯域発光インドールフェノチアジン誘導体の設計と合成に成功しました。狭帯域リン光の内部メカニズムを解明するために、研究チームは化合物の単結晶分析と密度汎関数理論計算を実施し、MMF nanoArch® P150（精度：25μm）を使用して一連の関連する微細モデルと独自の光ベースのマイクロ流体チップを準備しました。

この研究は、狭帯域室温リン光材料を設計するためのシンプルで効果的な戦略を提供し、そのような材料の新しいプラットフォームを開拓し、高解像度の3D印刷センシング、多層情報暗号化などの分野への応用を促進します。

04
人工的に一酸化窒素を放出するナノキャリアを搭載した多機能マイクロニードルパッチ

■ 出版されたジャーナル: Advanced Materials IF: 27.4
■研究チーム：武漢大学薬学部の李偉教授のチーム ■DOI：10.1002/adma.202413108

研究チームは、慢性創傷の標的治療と相乗効果を目的として、人工的にNOを放出するナノキャリア（RE@SA-Con A/SNO NP）を搭載した新しい多機能マイクロニードルパッチを設計しました。

マイクロニードルパッチ（RE@SA-Con A/SNO MNs）は、Mofang 精密 microArch® S240（精度：10 μm）を使用して金型を加工し、PDMS 金型を転写して作成されました。ポリビニルアルコール（PVA）、スクロース、および RE@SA-Con A/SNO ナノ粒子で作られています。 MNの助けにより、NPは細菌バイオフィルムに直接浸透し、感染した創傷組織に効率的に送達され、有害な細菌を除去する優れた能力を示し、慢性創傷の治療に優れた実証効果をもたらしました。

05
半球状ナノワイヤアレイに基づく超広視野ピンホール複眼

■ 掲載誌：サイエンスロボティクスIF: 26.1
■研究チーム：香港科技大学のZhiyong Fan教授のチーム ■DOI：10.1126/scirobotics.adi8666

研究者らは、3Dプリントされたハニカム光学構造と半球状の全固体高密度ペロブスカイトナノワイヤ（PNA）光検出器アレイを統合した独自のピンホール複眼（PHCE）システムを開発しました。

この研究では、MMF nanoArch® P140 (精度: 10 μm) を使用して、半球形シェルの凸面と一致する、対応する幾何学的パラメータを持つピンホールアレイを準備しました。このユニークな空中・地上協働ロボット相互作用は、マルチロボット協働およびロボット群技術の将来の開発における PHCE システムの潜在的な応用を実証しています。

06
抗菌効果が長く続く活性プロバイオティクスマイクロニードルパッチ

■ 掲載誌：Bioactive Materials IF: 18
■研究チーム：武漢大学薬学部の李偉教授のチーム ■DOI：10.1016/j.bioactmat.2024.05.008

研究チームは、慢性感染創の治療に使用できる、抗菌効果が長く続く活性プロバイオティクスマイクロニードルパッチを設計・開発しました。マイクロニードルパッチは、BMF社の精密microArch® S240（精度：10μm）で金型を加工し、PDMSで鋳造して作られます。

生体適合性のある新しいプロバイオティクスマイクロニードルパッチは、抗菌効果が長く持続し、感染した傷の治癒を促進します。有害な細菌を除去し、傷口の閉鎖を促進する効果が高く、炎症を軽減し、組織の再生と血管新生を促進し、慢性感染した傷の治療に大きな可能性を秘めています。

07
バイオニックナマコマイクロニードル神経導管

■ ジャーナル：ACS Nano IF：15.8
■研究チーム：蘭州大学口腔医学部のファン・ゼンジエ教授のチーム ■DOI：10.1021/acsnano.4c00794

この研究では、PNI とそれに伴う筋萎縮を相乗的かつ効率的に治療するために、ナマコのバイオニック特性を備えたマイクロニードル神経導管 (MNGC) を設計および開発しました。 MNGCは、BMF microArch® S230（精度：2μm）高精度3Dプリントシステムを使用して金型を加工し、その後PDMSを使用して再成形することで製造されます。

ナマコのバイオニック特性を持つPZG-MNGCは、圧電ESを効率的に生成および伝導することができ、最終的には、筋萎縮を相乗的に緩和し、神経再生を促進するという自己移植治療の「ゴールドスタンダード」に非常に近い治療効果を達成し、末梢神経修復の分野における将来のソリューションに新たな可能性を提供します。

08
超高速応答静電容量式電子皮膚

■ 掲載誌：Nature Communications IF: 14.7
■研究チーム：南方科技大学材料科学工学部の郭伝飛教授、中国科学技術大学現代機械工学部の王劉教授、中国商用飛行機株式会社の陳英春研究員。■DOI: 10.1038/s41467-024-47408-z

共同研究チームは協力して、超高速応答の静電容量式電子皮膚を開発しました。研究チームは、MMF nanoArch® S130（精度：2μm）高精度3Dプリンティングシステムを使用して、マイクロコーン構造テンプレート（直径：50μm、高さ：40μm）の高精度印刷を実現し、リバースモールディング技術を組み合わせて柔軟なPDMS-CNTsマイクロ構造誘電体層を準備しました。

研究チームは、微細構造界面でのエネルギー散逸が静電容量型フレキシブル圧力センサーの応答回復速度に与える影響について詳細な研究を行い、微細構造界面での統合接合技術を使用して、このタイプのセンサーの周波数帯域幅を数百ヘルツから少なくとも12,500 Hzに拡大し、動的圧力検出から音響まで静電容量型フレキシブル圧力センサーの応用を促進するための新しいアイデアを提供しました。

09
3Dプリント構造の機械的自己監視のための調整可能な残光

■ 掲載誌：Nature Communications IF: 14.7
■研究チーム：西北工科大学フレキシブルエレクトロニクス研究所の黄偉院士と于涛教授 ■DOI：10.1038/s41467-024-45497-4

この研究では、3Dプリント樹脂の機械的特性をリアルタイムでモニタリングするために、有機室温リン光分子を使用するという新しいアイデアを提案しています。研究チームは、「ドナー-アクセプター-アクセプター」（DA-A'）構成を持つ2つの高効率有機室温リン光分子、DTPPAOとtBuDTPPAOを設計・調製し、DTPPAO分子をHEA-AA光硬化性樹脂と物理的ドーピングによって混合し、機械的特性の自己監視機能を備えたHEA-AA/DTPPAO光硬化性材料を調製しました。

研究チームは、BMF nanoArch® P150（精度：25μm）を使用して一連の3次元構造を印刷し、構造健全性モニタリングの分野に応用することに成功しました。この成果は、構造健全性分野における有機室温リン光の応用の基礎を築きました。

10
高導電性と大きな変形を実現する光硬化型3Dプリントイオンゲル

■ 掲載誌：Nature Communications IF: 14.7
■研究チーム：南方科技大学機械エネルギー工学科の葛奇教授チーム ■DOI：10.1038/s41467-024-50797-w

南方科技大学の研究チームは、高導電性と大変形を備えた光硬化性イオンゲルを開発しました。BMF nanoArch® S130（精度：2μm）高精度3Dプリントシステムを使用して、幅5μmの高精度ラインと、特徴的なサイズ50μmの複雑な3次元ジャイロイド構造を印刷しました。また、BMF microArch® S240（精度：10μm）3Dプリントシステムを使用して、大規模なオクテットトラス構造を準備しました。

光重合誘起ミクロ相分離戦略により、導電性ナノチャネルと架橋ポリマー骨格が交互に配置された二重連続相ナノ構造がイオンゲル内に形成されました。材料の機械的特性を犠牲にすることなく、イオンゲルの導電率は3.2 S/mまで向上し、医療健康モニタリングや臨床診断に大きな応用の可能性を秘めています。

2025年、BMF Precisionは引き続き「イノベーションとサービス」の理念を堅持し、世界中のお客様にミクロンレベルの3Dプリント技術、多様な新素材の選択肢、革新的でインテリジェントなアプリケーションソリューションを提供するよう努めます。当社は、技術サポートと製品サービスの品質と効率を継続的に向上させ、「産学研」リソースの徹底的な統合を通じて、先進的な3Dプリント技術を活用して革新技術の研究開発とインキュベーションを強化し、研究成果の応用と転換を促進し、産業化などの連携を迅速に実現し、我が国の高品質な発展の継続的な突破に貢献していきます。

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