在全球能源結(jié)構(gòu)向綠色低碳轉(zhuǎn)型和科技創(chuàng)新加速迭代的深遠背景下，油氣資源開發(fā)領域正面臨前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)與戰(zhàn)略機遇。地下巖石孔隙結(jié)構(gòu)的復雜性遠超預期——致密砂巖中直徑不足20微米的孔喉網(wǎng)絡，既是油氣賦存的空間，也是流體滲流的通道。傳統(tǒng)實驗室研究依賴巖心切片的顯微觀測與數(shù)值模擬，但物理巖心樣本的不可重復性及二維圖像的信息缺失，導致孔隙連通性分析存在顯著誤差，進而使采收率預測偏差增大。更嚴峻的是，現(xiàn)有微流控芯片制造技術(shù)普遍存在通道尺寸精度不足（通常大于100μm）、表面潤濕性調(diào)控單一等局限，難以真實模擬地下巖石的多孔介質(zhì)特性。
微納3D打印技術(shù)破局：攻克能源技術(shù)難題
近年來，高精度3D打印技術(shù)的迅速崛起，為復現(xiàn)這類復雜多孔結(jié)構(gòu)提供了可能。借助先進的流動可視化手段，3D打印的微流控模型已能夠?qū)崿F(xiàn)對流體動態(tài)運移過程的直接觀測。然而，當前打印材料多數(shù)仍限于光固化聚合物及其衍生物，其礦物化學組成、晶體結(jié)構(gòu)、表面能等關鍵理化特性與天然巖石存在顯著差異，而這些特性恰恰對多孔介質(zhì)中的流體相變和多相流動行為具有決定性影響。
面對種種困境，哈利法大學張鐵軍教授團隊基于摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)（nanoArch? S130，精度：2μm），通過表面礦物涂層創(chuàng)新方法，成功制備出一種兼具三維孔隙結(jié)構(gòu)和真實表面礦物特性的巖石微流控模型。
該技術(shù)的制備過程包含三個關鍵步驟：首先使用光敏樹脂打印出具有復雜三維孔隙結(jié)構(gòu)的微模型；其次在微模型內(nèi)表面植入碳酸鈣納米顆粒；最后以這些顆粒為晶核，在微模型內(nèi)部原位生長碳酸鹽晶體。這一技術(shù)突破使得人工模型能夠成功復現(xiàn)天然巖石的物理結(jié)構(gòu)與表面化學特性。研究中，團隊利用摩方微納3D打印技術(shù)制備了多種微模型，掃描電鏡分析表明，這些模型能精細復現(xiàn)天然巖石中狹窄的孔喉結(jié)構(gòu)，并清晰展示表面生長的碳酸鹽晶體。X射線衍射光譜進一步證實涂層礦物成分與天然碳酸巖一致，且涂層厚度維持在2~10μm，使器件仍保有良好透光性，支持流體可視化研究。
摩方精密創(chuàng)新驅(qū)動，重構(gòu)精密制造新范式
作為微納3D打印的先行者，摩方精密始終以技術(shù)創(chuàng)新為核心驅(qū)動力，持續(xù)推動精密制造領域的范式革新，突破了傳統(tǒng)制造在精度與尺度間的固有壁壘，為復雜多孔介質(zhì)研究提供了革命性技術(shù)支撐。
摩方精密打印精密巖心微流控結(jié)構(gòu)
在提升制造效能方面，摩方精密開創(chuàng)性推出復合精度光固化3D打印技術(shù)，率先實現(xiàn)“一機多精”的智能化突破——microArch? D0210（精度：2&10μm）與D1025（精度：10&25μm）型號設備，可在同層及跨層操作中自主切換打印精度，并通過智能參數(shù)調(diào)控與自動水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)深度融合，有效縮短巖心微流控結(jié)構(gòu)的制備周期，顯著提升了高精度器件的生產(chǎn)效率和規(guī)模適用性。
站在工業(yè)4.0的門檻上，摩方精密的技術(shù)演進路徑愈發(fā)清晰。這場由微納制造技術(shù)驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)革命，正在重塑人類認知微觀世界的維度。微觀結(jié)構(gòu)的精準重構(gòu)不僅體現(xiàn)在每個制造環(huán)節(jié)的效率提升，更通過全鏈條制造效能的系統(tǒng)性優(yōu)化，持續(xù)凝聚推動產(chǎn)業(yè)變革的核心動能，為能源革命突破、生命科學發(fā)展及材料創(chuàng)新突破提供堅實的技術(shù)支撐基礎。
