1.1 成果简介本研究提出一种液相包轴流体高通量选材与自由组合打印方法，解决当前微纳元件直写打印方法中普遍存在的液相材料合成冗杂、自由组合/成分梯度制造困难、材料筛选优化低效等固有问题。依托液相微尺度包轴流体的环境、能场、场域、脱液特征，实现由传统配液、调液、转印、换材工艺分离模式转变为原位掺杂、分散、打印、换材一体化新范式，一步式秒级打印多材料、多膜层微纳器件，为液相3D打印提供一种新型思路和技术路线。相关研究不仅丰富微流体力学、微纳制造、增材制造、高通量打印等的内容体系，也是薄膜传感、柔性传感、生物组织工程、仿生制造等领域的共性基础问题，具有重要的科学意义和潜在的工程应用前景。1.2 取得成果传统液相打印墨水调配与喷印等工艺分离，薄膜成分控制困难；墨水调制复杂、适应性差；缺乏原位掺杂和混合技术，自由组合和成分梯度制造等存在挑战；缺乏原位换材机制，多材料打印并行数量受限。为此，本团研究了微尺度包轴流体的流场操控微颗粒（吸尘）、瞬态颗粒分散（分散）、成分控制打印（打印）、脱液换材控制等微尺度行为，并将其应用于3D打印，实现了薄膜微纳器件的一步式“吸-散-印-换”一体打印，过程可在数十秒内完成。图1 微尺度包轴流体的吸尘、分散、打印、脱液1.3 特色与创新(1)率先提出将包轴流体微尺度环境、场能、场域、脱液等特征应用于“吸-散-印-换”一体化打印的原理方案针对包轴流体的微尺度环境（液-气流场）、场能（高剪切场）、场域（限域混合流）、脱液特征（喷头自清洁）展开研究，揭示了微尺度气-液-固三相耦合行为机制与控制规律，掌握包轴流体的微尺度掺杂、分散、打印、换材控制方法，攻克液相3D打印快速混合方法匮乏、变比例混合机制欠缺、配液-调液-转印-换材工艺分离、材料合成冗杂、成分精准控制困难等技术难题，为液相3D打印提供一种新型思路和技术路线。技术特点为在微尺度包轴流体下完成墨水的原位掺杂、分散、自由组合、单独调制、动态混合、可控沉积和高频换材等，这是基于固-液原料的传统多材料直写打印所无法获得的重要特征。(2)率先提出包轴流体自由组合秒级打印多材料微纳结构新方法针对传统薄膜器件制造模式单一繁琐、液相材料合成冗杂、自由组合制造困难等瓶颈问题，本研究创新性地提出将微尺度包轴流体“吸-散-印-换”一体化应用于自由组合高通量打印的原理方案，掌握面向复杂体系材料高通量制备的成分与组织结构控制方法，实现多材料、多膜层、异质组合结构的秒级打印。技术特点为“吸-散-印-换”一体化协同控制与状态高频切换，秒级完成多材料微纳结构的打印制造。(3)提出液相打印元素组合控制与高通量实验方法本研究克服了传统液相3D打印缺乏快速混合机制和无法快速改变混合比例关键问题，弥补现有液相打印难以开展高通量实验的不足，通过液相打印高通量实验，深入分析复杂材料成分、结构和相互作用，解析高维性能参数之间的交互机理，构建性能调色板。技术特点为迸发式、多分量、高吞吐量、高维性能共优化等，旨在实现3D打印微纳器件研发由“经验指导试错实验”的传统模式向“高设计空间、自由制造”的新模式转变。

本项目全新自主研发设计，其打印原理为国际首创。希望合作单位提供以下指导与帮助：1）需求单位为3D打印制造领域2）支持平台安装调试喷头，指出应用过程中典型问题支持成果论文的发表