高精度微结构塑料制品的高效成型加工是微流控芯片、MEMS和先进光学镜片等前沿技术走向产业化应用的关键步骤。目前，激光刻蚀、微铣削和3D打印等普通微结构加工方法的精度已难以满足各种新兴技术的需求。而基于光刻、电铸和注塑的LIGA技术则成本高昂，在微结构塑料产品的早期开发阶段难以适用，且国内技术与国外仍有较大差距。

有鉴于此，浙大城市学院工程学院、材料成型集成技术与智造装备浙江省工程研究中心许忠斌教授团队开发了一种基于纳米陶瓷填充环氧树脂涂层的新型复合材料模具镶块，实现了高至10μm精度的塑料微结构的低成本大批量制造。该方法利用纳米级的二氧化锆颗粒增强单组分高耐温的环氧树脂，具有显著提高的耐压、耐磨和抗刺穿性能。将该材料涂覆在不锈钢基底上得到的复合结构具有高导热性、低热膨胀系数和低内应力，并可承受大量热循环而维持良好的力学性能。以此制作的模具可适用于热压、压印和注塑等传统塑料加工方法以提高加工效率，并可用于将荷叶等脆弱的自然来源微结构复制到塑料表面获得耐用的超疏水结构。

相关论文“Patterning High-resolution Microstructures on Thermoplastics by Ceramic Nanoparticles Filled Epoxy Coated Molds for Duplicating Nature-derived Functional Surfaces”在1区TOP期刊ACS Applied Materials & Interfaces （影响因子10.383）上发表。浙大城市学院为论文第一单位。论文第一作者为黄兴博士。本校王鹏飞副教授为共同作者，许忠斌教授为论文通讯作者。

水凝胶作为智能化药物缓释载体材料，具有生物相容性好、释放速率可调和响应性丰富等特点。对于胃部和膀胱等部位，自身具有漂浮特性的水凝胶载体有利于药物在这些特定部位的长时间停留。目前常见的致孔剂法、气凝胶掺杂法和疏水处理法等方法制备的自漂浮水凝胶的内部孔隙结构难以精确控制，性能稳定性不足，且往往需要添加额外的原料而产生副产物。

针对这些问题，浙大城市学院工程学院、材料成型集成技术与智造装备浙江省工程研究中心许忠斌教授团队基于微流控台阶乳化方法制备了各向异性的大孔水凝胶。微流控台阶乳化法可产生尺寸均匀的微米级气泡。将其作为模板引入到海藻酸钠溶液中，进一步利用气泡的浮力驱动气/液混合流向上运动，断裂形成液滴或连续行进制造纤维，最后通过离子交联得到具有大孔的水凝胶产品。通过控制气流压力，可以方便调节大孔水凝胶的孔隙率和气孔位置分布，甚至精确到每个水凝胶微球中气泡的个数。制备得到的大孔水凝胶是兼具大孔和微孔结构的复合多孔结构，采用外部气压可以调节其漂浮特性，通过加入明胶等组分实现温度响应性的载荷释放规律。

 相关论文“Designing Self-floating Anisotropic Macroporous Hydrogel by Step Emulsification and Buoyancy-assisted Microfluidics” 在专业顶刊Chemical Engineering Journal（影响因子16.744）上发表。浙大城市学院为论文第一单位。第一作者为黄兴博士。本校王鹏飞副教授为共同作者，许忠斌教授为论文通讯作者。

转自/浙大城市学院工程学院