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NO.1 納米3D打印開啟新篇章
2015年10月，習(xí)主席獲贈了由英國帝國理工學(xué)院的中國長城模型，它的真實規(guī)模是真實長城的百萬分之一，這是一段只有100微米長的中國長城。這是由一種稱為納米3D打印的技術(shù)實現(xiàn)的，它是由三維激光直寫系統(tǒng)通過超短的激光脈沖曝光，預(yù)先勾勒出三維立體微納米結(jié)構(gòu)的輪廓；再經(jīng)過顯影程序，最終獲得可自行支撐的立體結(jié)構(gòu)固著于襯底材料上。它是基于選擇性固化液體物質(zhì)的3D打印技術(shù)，是雙光子聚合技術(shù)，通過實用“飛秒脈沖激光”選擇性逐層固化感光性樹脂，打印機分辨率達(dá)到0.0001毫米，打印出來的東西比細(xì)菌還小。這種技術(shù)不但可以利用于制造納米機器人，而且可以在醫(yī)學(xué)上制造納米工具，還能夠應(yīng)用在諸如細(xì)胞生物學(xué)（三維細(xì)胞生物支架）、組織工程學(xué)、光子－光半導(dǎo)體和材料、鑄造－PDMS結(jié)構(gòu)復(fù)制工程、光子線鍵－芯片互連技術(shù)、超材料－機械微晶結(jié)構(gòu)、微桁架和微流控芯片等各種領(lǐng)域，可謂是潛力無限之大。
據(jù)悉，今年1月13日，愛爾蘭政府也宣布了一項總額為2880萬歐元的投資計劃，該計劃將投向21項下一代科學(xué)技術(shù)，而納米3D打印技術(shù)成為了其中主要的目標(biāo)對象之一。愛爾蘭政府將匯集大量資源來尋求開發(fā)納米3D打印技術(shù)，并著眼于與其相關(guān)的一系列應(yīng)用，比如3D打印（智能）植入物等。
而隨著納米3D打印的興起，納米材料也成為關(guān)注話題。據(jù)預(yù)計，在2020年，3D打印粉末的市場規(guī)模將達(dá)到6.399億美元，其中金屬粉末在其中占據(jù)了主要位置。先進(jìn)的納米結(jié)構(gòu)粉末對超細(xì)的晶體結(jié)構(gòu)要求高，納米結(jié)構(gòu)粉末可以顯著改善物理化學(xué)機械性能，然而，因為低生產(chǎn)率和高材料成本，這些粉末的商業(yè)化仍然是非常困難的。目前已有以意大利公司為首的十大國際材料巨頭企業(yè)開始從事研發(fā)納米粉末材料的項目，目標(biāo)是建立一個高能磨球試驗工廠，為增材制造等高附加值制造業(yè)生產(chǎn)新型納米粉體，所有這一切都是在為應(yīng)用在日益受到重視的航空航天、汽車零件、國防和醫(yī)療行業(yè)，以及其他高附加值制造業(yè)如應(yīng)用刀具等。
NO.2 航空制造開始青睞3D打印
近日，為擺脫對國外火箭發(fā)射系統(tǒng)的依賴，美國空軍向私人航天公司SpaceX與和Orbital ATK拋出了一份總價高達(dá)2.41億美元的大合同。這兩家公司將為空軍研制先進(jìn)的火箭發(fā)動機原型，而3D打印技術(shù)將在其中扮演關(guān)鍵的角色。在過去的幾年，各國軍事部門和航空航天部門對于3D打印技術(shù)可謂是情有獨鐘，尤其是對于美國這樣一個軍事大國來說，用到3D打印技術(shù)的頻率越來越高。他們曾在其埃塞克斯號航空母艦上安裝了一臺金屬3D打印機，同時又分別為杜魯門號航母和奇沙冶號航母各配備了一臺3D打印設(shè)備，更有甚之，美國國防部武器供應(yīng)商雷神公司對外宣稱，他們已經(jīng)使用了3D打印技術(shù)制作了制導(dǎo)武器的幾乎所有組成部分，雷神公司的3D打印導(dǎo)彈未來可能就會出現(xiàn)在戰(zhàn)場上。
作為第三次工業(yè)革命制造領(lǐng)域的典型代表技術(shù)，3D打印的發(fā)展時刻受到社會各界的廣泛關(guān)注。特別是航空航天制造企業(yè)，不惜耗費大量財力、物力加大研發(fā)力度，以確保自己的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。作為工業(yè)界皇冠上的璀璨明珠，航空航天制造領(lǐng)域集成了一個國家所有的高精尖技術(shù)，而金屬3D打印技術(shù)作為一項全新的制造技術(shù)，其在軍事領(lǐng)域以及航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢突出，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期；2.提高材料的利用率，節(jié)約昂貴的戰(zhàn)略材料，降低制造成本；3.優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，減輕重量，增加使用壽命；4.零件的修復(fù)成型等各大優(yōu)勢。
據(jù)Orbital ATK發(fā)布的最新消息稱，他們已成功地在NASA蘭利研究中心測試了3D打印超音速發(fā)動機燃燒室。不僅測試分析結(jié)果確認(rèn)達(dá)到甚至超出性能要求，3D打印的超音速發(fā)動機燃燒室也被證明是能夠承受最長持續(xù)時間的風(fēng)洞試驗記錄的一款燃燒室。相信他們不久之后就會有更加前沿性的進(jìn)展，屆時OFweek3D打印網(wǎng)也將實時追蹤。
NO.3 《3D打印與醫(yī)療行業(yè)白皮書·2016》發(fā)布
國內(nèi)醫(yī)療行業(yè)對3D打印技術(shù)的應(yīng)用始于上世界80年代后期，最初主要用于快速制造3D醫(yī)療模型，在當(dāng)時，3D打印技術(shù)主要用來幫助醫(yī)生與患者溝通、準(zhǔn)確判斷病情以及進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。可以說，我國在醫(yī)療行業(yè)對于3D打印技術(shù)應(yīng)用的探索起源已久，并伴隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展走向深入。
而近些年伴隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和精準(zhǔn)化、個性化醫(yī)療需求的增長，3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用也持續(xù)深入，逐漸用于直接制造骨科植入物、定制化的助聽器外殼和假肢；制造緩釋藥物；研發(fā)可移植的人體的器官和組織；規(guī)劃外科手術(shù)方案，提高成功率；骨科植入物產(chǎn)品；義齒加工領(lǐng)域；更前沿的還有－3D打印活體組織等。
隨著3D打印技術(shù)不斷走向成熟，全球范圍內(nèi)，各國紛紛將3D打印技術(shù)放在戰(zhàn)略角度，積極探索技術(shù)開發(fā)前沿，布局產(chǎn)業(yè)鏈上下游無縫銜接的生態(tài)圈，并在教育領(lǐng)域做出人才培養(yǎng)計劃等一系列準(zhǔn)備。在此背景下，上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院出版了《3D打印與醫(yī)療行業(yè)白皮書·2016》。如中國工程院院士戴尅戎院士在本書前言所提到的：《3D打印與醫(yī)療行業(yè)白皮書》收集了3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的一些實例和發(fā)展路徑，供相關(guān)的工程、醫(yī)學(xué)、信息、材料、制造、企業(yè)、市場、管理及多個領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究工作者參考，為了解應(yīng)用新技術(shù)、促進(jìn)不同領(lǐng)域的交叉融合、攻克疑難病癥、造?；颊邘硐Ｍ?。希望讀者可以從本書中得到一些啟發(fā)和收獲，利用3D打印技術(shù)提升醫(yī)療、服務(wù)水平，讓病人減輕甚至免于承受疾病帶來的痛苦，避免失能和減少受到生命威脅。
NO.4 生物3D打印細(xì)胞正式商業(yè)化
目前還有很多人不清楚什么是生物3D打印，但這并不能阻止此項技術(shù)正式走向商業(yè)化。近期，美國著名生物3D打印企業(yè)——Organovo宣布正式成立商業(yè)部，專注于提供3D打印人類肝臟細(xì)胞。此前，該公司曾和耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院合作開發(fā)用于器官移植研究的3D打印組織，制作出了一個3D打印肝臟，可以用來檢測藥物的毒性，為生物3D打印開啟了一扇全新的大門。
而在生物3D打印研究中，必不可少的材料就是人體細(xì)胞。為此，Organovo專門成立了這個商業(yè)部，旨在為體內(nèi)外研究應(yīng)用提供高質(zhì)量的初始人體肝臟細(xì)胞。除此之外，從上個月以來，幾乎整個生物工程領(lǐng)域的股票都出現(xiàn)了暴跌，Organovo的情況也不太樂觀。顯然，該公司還想通過這次商業(yè)部的成立實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈最優(yōu)化，保證有足夠的營運開支用于細(xì)胞采購。人類肝臟包含的細(xì)胞有多種，目前有一小部分可以通過3D打印制造出來，不過Organovo目前只計劃將肝星形細(xì)胞商業(yè)化。因為這種細(xì)胞在肝臟受到損傷后會變得活躍起來并且迅速繁殖，產(chǎn)生瘢痕組織；相反，在健康的肝臟中，它們則處于休眠狀態(tài)，而且這種細(xì)胞也是導(dǎo)致肝病的主要因素之一，比如脂肪肝、纖維變性。
通過Organovo這一代表性企業(yè)的舉措我們能夠猜測，日后提供商業(yè)化服務(wù)的同類公司肯定會越來越多。從某一程度上來說，這對生命醫(yī)學(xué)研究有著積極的影響。當(dāng)然，3D打印人體肝臟細(xì)胞只是Organovo宏偉目標(biāo)的一小步，和眾多奮戰(zhàn)在該領(lǐng)域的研究人員一樣，他們的最終目的是通過3D打印實現(xiàn)器官移植，真正為人類醫(yī)學(xué)做出貢獻(xiàn)。
NO.5 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院打印人體器官成功
世界著名理工大學(xué)蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院最近研發(fā)了一項新的3D生物打印技術(shù)，其優(yōu)勢是能夠幫助把外科移植手術(shù)的負(fù)面性影響降到最低。不過這主要是通過在病人身上提取出他們自身的組織細(xì)胞在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)之后并進(jìn)行3D打印。該團隊利用了該校健康科學(xué)與技術(shù)系的軟骨組織工程和再生組織實驗室的3D生物打印技術(shù)，并通過生物聚合物和軟骨細(xì)胞打造了一只耳朵和鼻子。該打印機擁有一個支持8根注射器的轉(zhuǎn)輪，每根注射器都會裝有相應(yīng)的生物材料。工作人員通過計算機控制打印機，并根據(jù)系統(tǒng)操作在機床上一層層打印出一個軟骨鼻子，這大概需要16分鐘。
團隊利用該校健康科學(xué)與技術(shù)系的軟骨組織工程和再生組織實驗室的3D生物打印技術(shù)，并通過生物聚合物和軟骨細(xì)胞打造了一只耳朵和鼻子。該打印機擁有一個支持8根注射器的轉(zhuǎn)輪，每根注射器都會裝有相應(yīng)的生物材料。工作人員通過計算機控制打印機，并根據(jù)系統(tǒng)操作在機床上一層層打印出一個軟骨鼻子，而且打印所需時間也非常短。該技術(shù)的好處不言而喻，比如在移植之后不會有免疫排斥現(xiàn)象，畢竟都是來自本體的血肉。而且這個假體不像現(xiàn)在的金屬植入，它會與本體融合在一起。這種移植手術(shù)對有缺陷的兒童來說特別有利。
NO.6 3D打印槍泛濫 美國政府無計可施
近日，美國持續(xù)引發(fā)的槍擊案將美國對于槍支管控的話題推向輿論高潮。據(jù)悉，美國總統(tǒng)奧巴馬當(dāng)?shù)貢r間1月5日在白宮舉行發(fā)布會，宣布將采取系列行政措施遏制槍支暴力。對近期國內(nèi)連續(xù)的槍擊案件表示強烈譴責(zé)并在提及2012年康涅狄格州紐敦桑迪胡克小學(xué)槍擊案時潸然淚下，該槍擊案造成20名學(xué)童死亡。
據(jù)了解，美國人口大約有3億，持槍量也過了3億，而該國的槍擊事件也頻頻發(fā)生。一直以來，管控槍支甚至禁槍的言論都不絕于耳，在奧巴馬之前，克林頓也是管控槍支的擁護者，但是想要在這樣一個宣揚民主的國家實施相關(guān)政策卻并不容易，槍支管制在美國難以推行。特別是3D打印槍支正式問世之后，美國聯(lián)邦法院就密切關(guān)注此事，而首支3D打印槍械的設(shè)計者Cody Wilson也因此被控告到美國法院，此事鬧得沸沸揚揚，但截至目前為止，此案依舊沒有結(jié)果，事態(tài)的走勢撲朔迷離，無法預(yù)料。不過可以確定的是，如果奧巴馬政府此次槍管法令如果能順利進(jìn)行，該案恐怕會受到一定的影響，3D打印槍支的命運也會再次迎來挑戰(zhàn)。
但很多創(chuàng)客對此表示很不滿，比如上述的Cody Wilson，認(rèn)為3D打印槍支并不違法，相關(guān)管理舉措侵犯了他們的自由。但也有一些公眾認(rèn)為，3D打印槍支也具有相當(dāng)?shù)膫χ?，適當(dāng)?shù)墓芸厥潜匾?。所以?D打印槍支案件仍將持續(xù)進(jìn)行下去，畢竟槍支管控對于美國這一高度自由化的國家已是十分不易，更何況加上了個3D打??？
