近年來(lái)，食品3D打印技術(shù)因其可定制設(shè)計(jì)和營(yíng)養(yǎng)調(diào)控特性，能夠滿足消費(fèi)者多樣化需求，在全球食品工業(yè)中廣受關(guān)注。在各種3D打印方法中，擠出式打印憑借設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、操作便捷且與傳統(tǒng)食品原料兼容性高等優(yōu)勢(shì)，成為食品領(lǐng)域最常用的打印方式。作為全球第四大糧食作物，馬鈴薯因其剪切變稀的假塑性流體特性，已被廣泛應(yīng)用于食品3D打印。然而，研究發(fā)現(xiàn)土豆泥在擠出打印過(guò)程中存在擠出困難和噴嘴堵塞問(wèn)題，嚴(yán)重影響打印精度。添加外源添加劑是解決上述問(wèn)題的簡(jiǎn)便有效方法。多酚作為一類(lèi)植物次生代謝物，既可通過(guò)疏水作用進(jìn)入直鏈淀粉螺旋空腔形成V型復(fù)合物，也能通過(guò)分子間氫鍵與淀粉形成非包容性復(fù)合物。這些相互作用具有改善植物基原料流變特性并調(diào)控其3D打印性能的潛力。此外，多酚的加入還能提升3D打印食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。阿魏酸、單寧酸和蘆丁是常見(jiàn)的多酚類(lèi)物質(zhì)，分別代表酚酸、單寧和類(lèi)黃酮三大酚類(lèi)亞型。目前關(guān)于多酚對(duì)淀粉理化特性和3D打印性能影響的研究大多集中于單一酚類(lèi)與淀粉的相互作用，而不同類(lèi)型多酚對(duì)淀粉基食品結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和3D打印性能影響的系統(tǒng)性研究仍較缺乏。
本研究系統(tǒng)探索了三種多酚化合物（阿魏酸、單寧酸和蘆丁）在0%-7.5%（w/w）添加濃度范圍內(nèi)對(duì)馬鈴薯泥理化特性的影響。研究采用5 g馬鈴薯凍干粉與35 mL去離子水充分水合形成懸浮液，隨后將阿魏酸、單寧酸和蘆丁以0、1.5%、4.5%和7.5%（w/w）的比例分別加入該分散體中并充分混合，80℃水浴加熱12 min，膠凝化后冷卻至室溫，制備成3D打印墨水。主要研究了這三種多酚對(duì)馬鈴薯泥結(jié)構(gòu)特性、3D打印性能、水分分布、流變學(xué)特性、糊化和消化率的影響，并探索了相關(guān)機(jī)制。這項(xiàng)研究為多酚在3D打印馬鈴薯食品領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了創(chuàng)新的見(jiàn)解和數(shù)據(jù)支持。
研究亮點(diǎn)
??多酚可以調(diào)節(jié)馬鈴薯泥的3D打印性能。
??三種多酚均通過(guò)非共價(jià)氫鍵與馬鈴薯淀粉相互作用。
??多酚類(lèi)物質(zhì)影響馬鈴薯泥凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。
??多酚類(lèi)物質(zhì)的添加降低了馬鈴薯泥的體外消化率。
??單寧酸對(duì)馬鈴薯泥的抗消化作用和擠壓調(diào)控效果最佳。
研究結(jié)論
（1）加入0%~4.5%（w/w）的多酚類(lèi)物質(zhì)可以有效地改善材料的擠出性能，使打印產(chǎn)品的表面更光滑。然而，在7.5%（w/w）的添加量下，打印產(chǎn)品的自支撐能力顯著減弱，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌和打印精度下降。
（2）多酚與淀粉通過(guò)非共價(jià)氫鍵形成非包合復(fù)合物，這種相互作用破壞了馬鈴薯淀粉的短程有序結(jié)構(gòu)和雙螺旋結(jié)構(gòu)，降低了馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的結(jié)晶度。
（3）多酚在提高馬鈴薯泥的水溶性和持水能力的同時(shí)，降低了其粘彈性和膨脹勢(shì)，抑制了淀粉回生，并提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
（4）多酚通過(guò)抑制α-淀粉酶的活性降低了馬鈴薯泥的體外淀粉消化率，從而增加了抗性淀粉的含量。 （5）多酚與馬鈴薯泥的相互作用可能受多酚濃度和酚羥基數(shù)量影響，效果表現(xiàn)為單寧酸＞蘆?。景⑽核帷Ｔ谒旭R鈴薯泥-多酚復(fù)合物中，分子量最大的單寧酸對(duì)馬鈴薯泥的特性影響最顯著，且表現(xiàn)出最優(yōu)的抗消化能力。
（6）綜合考慮3D打印性能和抗消化特性，含有4.5%（w/w）單寧酸的馬鈴薯泥最適宜用于制備低消化率的3D打印馬鈴薯產(chǎn)品。
（7）本研究為多酚在3D打印馬鈴薯基食品領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了創(chuàng)新見(jiàn)解和數(shù)據(jù)支持。
（8）未來(lái)研究應(yīng)著重分子水平的作用機(jī)制解析和體內(nèi)驗(yàn)證，以推動(dòng)多酚-淀粉體系在3D打印功能性食品制造中的應(yīng)用。
圖文賞析
圖1.?以（a）”三葉草”和（b）”棋盤(pán)”為模型制備的馬鈴薯泥和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的3D打印產(chǎn)品圖像。
圖2.?以”三葉草”為模型制備的馬鈴薯泥和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的3D打印產(chǎn)品的（a）長(zhǎng)度、（b）寬度、（c）高度和（d）打印精度。
圖3.?馬鈴薯泥和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的掃描電鏡圖（500 ×）：A：馬鈴薯泥，B1：阿魏酸-1.5%、B2：阿魏酸-4.5%、B3：阿魏酸-7.5%，C1：?jiǎn)螌幩?1.5%、C2：?jiǎn)螌幩?4.5%、C3：?jiǎn)螌幩?7.5%，D1：蘆丁-1.5%、D2：蘆丁-4.5%、D3：蘆丁-7.5%。?
圖4.?（a-f）不同多酚和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的X-射線衍射曲線：（a）阿魏酸、（b）單寧酸、（c）蘆丁、（d）馬鈴薯泥和馬鈴薯泥-阿魏酸復(fù)合物、（e）馬鈴薯泥和馬鈴薯泥-單寧酸復(fù)合物和（f）馬鈴薯泥和馬鈴薯泥-蘆丁復(fù)合物；（g-i）馬鈴薯泥和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的傅里葉變換紅外曲線：（g）馬鈴薯泥和馬鈴薯泥-阿魏酸復(fù)合物、（h）馬鈴薯泥和馬鈴薯泥-單寧酸復(fù)合物和（i）馬鈴薯泥和馬鈴薯泥-蘆丁復(fù)合物。?
圖5.?馬鈴薯泥和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的水分分布和弛豫時(shí)間。
圖6.?馬鈴薯泥和不同馬鈴薯泥-多酚復(fù)合物的流變學(xué)特性：（a）儲(chǔ)能模量（G’）、（b）損耗模量（G’’）、（c）損耗角正切（tan δ）、（d）表觀粘度和（e）相關(guān)性熱圖分析。
作者簡(jiǎn)介
江昊，博士，西北農(nóng)林科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，陜西省青年科技新星，現(xiàn)任陜西省“四主體一聯(lián)合”谷物科學(xué)工程中心負(fù)責(zé)人。主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工、果蔬干燥、食品加工新技術(shù)研發(fā)及特色資源綜合利用等研究工作。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科協(xié)青年人才交流計(jì)劃等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。以第一或通訊作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，申報(bào)專(zhuān)利10余項(xiàng)，制定行業(yè)/團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，出版學(xué)術(shù)專(zhuān)著2部。研究成果獲中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144919
3D打印技術(shù)的迅猛發(fā)展正重塑航空航天、醫(yī)療健康和食品等多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與制造方式，使過(guò)去難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)成為可能。其中，水凝膠作為一種重要的3D打印材料，通過(guò)構(gòu)建具有生物相容性和可調(diào)機(jī)械性能的親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，基于植物蛋白的水凝膠因其能夠精準(zhǔn)調(diào)控外觀、營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)地和形狀，成為極具潛力的3D打印墨水，有望替代傳統(tǒng)動(dòng)物源食品。這類(lèi)植物基食品可應(yīng)用于軍事行動(dòng)、太空探索以及需要特殊營(yíng)養(yǎng)的老年群體。
豌豆分離蛋白（PPI）主要由清蛋白和球蛋白組成，具有營(yíng)養(yǎng)豐富、易消化和低致敏的特點(diǎn)。雖然PPI可通過(guò)熱誘導(dǎo)形成水凝膠，但受限于其低溶解度，其凝膠性能較差，影響了3D打印應(yīng)用。值得注意的是，PPI的豐富氨基基團(tuán)能與多酚、多糖等物質(zhì)通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合，目前常通過(guò)添加海藻酸鈉、果膠等物質(zhì)來(lái)改善其凝膠性能。纖維素納米晶體（CNC）是一種天然納米材料，具有優(yōu)異的流變和機(jī)械性能，已廣泛應(yīng)用于食品和材料領(lǐng)域。研究表明，CNC能與多種蛋白質(zhì)協(xié)同作用以改善蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)缺陷，但關(guān)于其與PPI的相互作用研究較少，特別是在3D打印水凝膠方面的應(yīng)用仍需深入探索。
本研究通過(guò)構(gòu)建PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系，系統(tǒng)探究了CNC對(duì)PPI水凝膠性能的增強(qiáng)機(jī)制及其3D打印應(yīng)用。具體而言，向PPI體系中添加CNC，制備了不同配比的PPI/CNC復(fù)合水凝膠（PPI:CNC=12:1~12:5）；重點(diǎn)研究了CNC添加量對(duì)水凝膠理化性質(zhì)、相互作用和微觀結(jié)構(gòu)的影響；通過(guò)可視化分析CNC與PPI的相互作用及其在凝膠中的分布特征，闡明了CNC增強(qiáng)凝膠性能和3D打印能力的作用機(jī)制；研究采用多種流變學(xué)測(cè)試方法（包括流動(dòng)掃描、階躍應(yīng)變掃描、小/大振幅振蕩剪切等），系統(tǒng)表征了水凝膠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、顆粒運(yùn)動(dòng)特性及其在3D打印過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演變行為；通過(guò)打印線條、立方體和復(fù)雜模型（如字母、動(dòng)物形狀）等，全面評(píng)估了復(fù)合水凝膠的3D打印性能。該研究為開(kāi)發(fā)高性能植物蛋白基3D打印墨水提供了理論依據(jù)，同時(shí)為功能性植物基支架在細(xì)胞培養(yǎng)和營(yíng)養(yǎng)輸送等領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了新思路。
研究亮點(diǎn)
??纖維素納米晶（CNC）影響豌豆分離蛋白（PPI）的二級(jí)結(jié)構(gòu)和疏水環(huán)境。
??CNC改變了PPI的聚集狀態(tài)，促使其形成更穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu)。
??CNC提高了PPI/CNC復(fù)合水凝膠的黏度、儲(chǔ)能模量和結(jié)構(gòu)恢復(fù)能力。
??當(dāng)PPI與CNC的比例為12:5時(shí)，復(fù)合水凝膠表現(xiàn)出最高的3D打印精度。
研究結(jié)論
（1）通過(guò)添加纖維素納米晶（CNC），成功構(gòu)建了基于豌豆分離蛋白（PPI）的水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了可定制的3D打印。
（2）CNC通過(guò)靜電排斥力、氫鍵和范德華力與PPI相互作用，CNC的添加減少了PPI顆粒聚集或相分離現(xiàn)象，促進(jìn)形成更致密的微觀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
（3）當(dāng)CNC含量較低時(shí)（PPI/CNC-1和PPI/CNC-2體系），復(fù)合水凝膠表現(xiàn)出較低的黏度和儲(chǔ)能模量，擠出時(shí)呈流體狀態(tài)且無(wú)法成型。
（4）提高CNC含量可顯著增強(qiáng)復(fù)合水凝膠的黏度、儲(chǔ)能模量和結(jié)構(gòu)恢復(fù)能力。 雖然PPI/CNC-5復(fù)合體系存在相分離問(wèn)題，但其3D打印效果卻最為理想。
（5）CNC的加入增強(qiáng)了PPI/CNC復(fù)合水凝膠的流變性能和3D打印性能，且具有CNC含量依賴(lài)性。 （6）CNC是增強(qiáng)植物蛋白基水凝膠流變性能的理想添加劑，其復(fù)合構(gòu)建的水凝膠體系在構(gòu)建細(xì)胞培養(yǎng)支架和設(shè)計(jì)營(yíng)養(yǎng)素遞送載體等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。
圖文賞析
圖1.?圖解摘要。
圖2.?基于不同CNC添加量的PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系的（A）尺寸分布、（B）Zeta?電位、（C）持水能力和（D）T2弛豫時(shí)間分布。CNC：纖維素納米晶、PPI：豌豆分離蛋白。
圖3.?基于不同CNC添加量的PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系的（A）傅里葉紅外光譜、（B）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析和（C）固有熒光光譜。CNC：纖維素納米晶、PPI：豌豆分離蛋白。
圖4.?基于不同CNC添加量的PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系的（A）共聚焦激光掃描顯微鏡圖像和（B）CNC添加量增加對(duì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)形成的作用機(jī)理。CNC：纖維素納米晶、PPI：豌豆分離蛋白。?
圖5.?基于不同CNC添加量的PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系的（A）流動(dòng)掃描、（B）頻率掃描、（C）階躍應(yīng)變測(cè)試和（D）應(yīng)變掃描曲線。CNC：纖維素納米晶、PPI：豌豆分離蛋白。?
圖6.?基于不同CNC添加量的PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系的（A）彈性和（B）粘性Lissajous?曲線。CNC：纖維素納米晶、PPI：豌豆分離蛋白。?
圖7.?基于不同CNC添加量的PPI/CNC復(fù)合水凝膠體系的3D打印性能：（A）使用PPI/CNC-3、PPI/CNC-4和PPI/CNC-5打印的立方體模型的視覺(jué)圖像和（B）高度偏差；（C）使用PPI/CNC-5打印的復(fù)雜模型。CNC：纖維素納米晶、PPI：豌豆分離蛋白。
作者簡(jiǎn)介
宋弋，博士，博士生導(dǎo)師，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院副教授。主要從事食品碳水化合物、果蔬加工理論與技術(shù)、食品非熱加工理論與技術(shù)和納米技術(shù)方面的研究。主持或參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家部委其他科技項(xiàng)目等13項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文56篇，總被引次數(shù)超過(guò)1300次；獲得授權(quán)專(zhuān)利7項(xiàng)，轉(zhuǎn)化專(zhuān)利3項(xiàng)；先后獲得神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)、中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111477
高內(nèi)相乳液通常指分散相體積分?jǐn)?shù)超過(guò)74%的體系，其高油相濃度和復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)賦予其獨(dú)特的流變特性，在食品工業(yè)、多孔材料模板和醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)高內(nèi)相乳液的制備通常需要添加大量常規(guī)表面活性劑（5~50 wt%），但隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，這些傳統(tǒng)物質(zhì)的應(yīng)用和發(fā)展受到了限制。近年來(lái)，由生物質(zhì)膠體顆粒穩(wěn)定的高內(nèi)相皮克林乳液（HIPPEs）因其低成本、優(yōu)異的生物相容性和極低毒性而受到廣泛關(guān)注。這類(lèi)乳液利用固體顆粒在油水界面的不可逆吸附形成機(jī)械耐久屏障，有效抑制液滴的聚集與聚并，從而賦予HIPPEs卓越的穩(wěn)定性和可控的結(jié)構(gòu)特性。此外，HIPPEs的制備過(guò)程能耗較低，且對(duì)環(huán)境友好，使其在綠色可持續(xù)制造領(lǐng)域具有重要價(jià)值。因此，開(kāi)發(fā)新型環(huán)保型HIPPEs基產(chǎn)品不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義，也為工業(yè)應(yīng)用提供了更可持續(xù)的解決方案。
多種生物質(zhì)衍生顆粒已被用作高內(nèi)相皮克林乳液（HIPPEs）的穩(wěn)定劑，包括植物蛋白、動(dòng)物蛋白和明膠等。植物源多糖顆粒因其來(lái)源廣泛、可持續(xù)性強(qiáng)且成本低廉而極具應(yīng)用前景，其中，纖維素類(lèi)材料尤其受到關(guān)注。然而，纖維素固有的親水性、微觀尺度調(diào)控困難及纖維素納米纖維的自聚集傾向是當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有解決方案如化學(xué)修飾和表面活性劑復(fù)配雖能提升乳化性能，但可能損害纖維素納米纖維的環(huán)保特性與生物相容性。因此，如何在保持纖維素納米纖維固有優(yōu)勢(shì)的前提下，有效增強(qiáng)其界面親和力與乳化能力，成為開(kāi)發(fā)生態(tài)友好型乳液的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，電荷特性調(diào)控了纖維素納米纖維/納米甲殼素復(fù)合物的界面行為，這為開(kāi)發(fā)新型環(huán)保乳液提供了重要理論依據(jù)。
本研究旨在探究纖維素納米纖維/納米甲殼素復(fù)合物作為HIPPEs穩(wěn)定劑并應(yīng)用于食品3D打印的可行性。具體而言，將0.5 wt%維素納米纖維和0.5 wt%納米甲殼素懸浮液按照體積比1:1進(jìn)行復(fù)配，經(jīng)均質(zhì)化和pH調(diào)節(jié)（pH=3）處理后，獲得了HIPPEs的穩(wěn)定劑。通過(guò)預(yù)乳化結(jié)合梯度補(bǔ)加油相的方法，成功構(gòu)建了含不同油相（葵花籽油/環(huán)己烷）體積分?jǐn)?shù)的HIPPEs體系。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、共聚焦激光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和靜態(tài)光散射分析儀等設(shè)備研究了HIPPEs的液滴形態(tài)、尺寸、分布狀態(tài)及其三維網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，通過(guò)靜置處理分析了HIPPEs的貯藏穩(wěn)定性及其相關(guān)機(jī)制，通過(guò)流變特性和模型打印評(píng)估了HIPPEs作為3D打印墨水的可行性，通過(guò)3D打印結(jié)合冷凍干燥技術(shù)合成了生物基超輕質(zhì)多孔材料。本研究為可持續(xù)生物基材料在食品增材制造、個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)載體及輕量化功能材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。
研究亮點(diǎn)
? 0.06%綠色生物基納米顆粒可實(shí)現(xiàn)高內(nèi)相乳液的超高油含量（88%葵花籽油和89%環(huán)己烷）。
? 纖維素納米纖絲/納米甲殼素復(fù)合物形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了多尺度可食用材料的成型加工性能。
? 皮克林食品乳液有助于開(kāi)發(fā)可3D成型的食品和超輕質(zhì)食品基氣凝膠。
研究結(jié)論
（1）通過(guò)帶相反電荷的纖維素納米纖絲和納米甲殼素復(fù)合作為穩(wěn)定劑，成功制備了可食用的水包葵花籽油的高內(nèi)相皮克林乳液，向葵花籽油的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)88%，且該乳液在室溫下可穩(wěn)定儲(chǔ)存至少60天。
（2）纖維素納米纖維/納米甲殼素復(fù)合物在油滴表面形成堅(jiān)固保護(hù)膜以抑制聚結(jié)破裂，同時(shí)在液滴間構(gòu)筑顯著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以阻礙聚集，這種雙重穩(wěn)定機(jī)制是高內(nèi)向皮克林乳液卓越穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
（3）高內(nèi)相皮克林乳液憑借可調(diào)控的微觀結(jié)構(gòu)和粘彈性特性，能夠通過(guò)直寫(xiě)式3D打印技術(shù)精準(zhǔn)構(gòu)建多級(jí)多孔結(jié)構(gòu)。
（4）以揮發(fā)性油相（環(huán)己烷）替代葵花籽油時(shí)，其體積分?jǐn)?shù)可達(dá)89%，結(jié)合3D打印和冷凍干燥技術(shù)可制備出生物基超輕多孔材料。
（5）該研究將為未來(lái)開(kāi)發(fā)多功能乳液在3D打印食品、食品基超輕氣凝膠等領(lǐng)域的應(yīng)用提供關(guān)鍵理論支撐與技術(shù)平臺(tái)。
圖文賞析
圖1.?圖解摘要。
圖2.?（a）基于纖維素納米纖維/納米甲殼素復(fù)合物穩(wěn)定的高內(nèi)相皮克林乳液（HIPPEs）的制備流程圖、（b）HIPPEs的宏觀形貌、（c）液滴粒徑分布及初始平均直徑(D32)、（d）剪切稀化特性和（e）葵花籽油體積分?jǐn)?shù)為50%~89%時(shí)乳液的模量變化。圖(b)中各樣品下方標(biāo)注對(duì)應(yīng)油相的體積分?jǐn)?shù)，圖(e)中實(shí)心與空心符號(hào)分別表示儲(chǔ)能模量(G′)和損耗模量(G″)。
圖3.?（a）油相體積分?jǐn)?shù)為50%~88%時(shí)高內(nèi)相皮克林乳液（HIPPEs）的光學(xué)顯微鏡圖像，比例尺為100μm；（b）油相體積分?jǐn)?shù)為50%~88%時(shí)HIPPEs的共聚焦激光顯微鏡圖像（雙通道）。上排和中排分別為油相和纖維素納米纖維/納米甲殼素復(fù)合物的圖像，底排為合并圖像。所有樣品在室溫下儲(chǔ)存24 h后觀察，比例尺為50 μm。
圖4.?（a-b）葵花籽油體積分?jǐn)?shù)為85%時(shí)高內(nèi)相皮克林乳液（HIPPEs）液滴的低溫掃描電鏡圖像，分別顯示（a）低倍率和（b）高倍率形貌；（b）中紅色虛線框標(biāo)記了更高倍率的觀察區(qū)域；（c）含80%環(huán)己烷的
HIPPEs經(jīng)冷凍干燥制備的多孔固體泡沫的掃描電子顯微鏡圖像；（c）中插圖為該固體泡沫放置于綠蘿葉片上的實(shí)物照片，紅色與綠色虛線框標(biāo)記了展示內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的放大區(qū)域。
圖5.?葵花籽油體積分?jǐn)?shù)為75%~88%時(shí)高內(nèi)相皮克林乳液的共聚焦激光顯微鏡的雙通道圖像。所有樣品均在室溫下儲(chǔ)存60天后觀察。上排和中排分別為油相和纖維素納米纖維/納米甲殼素復(fù)合物的圖像，底排為合并圖像。比例尺為100 μm。
圖6.?（a）高內(nèi)相皮克林乳液（HIPPEs）穩(wěn)定機(jī)制以及直寫(xiě)成型3D打印的示意圖;（b）葵花籽油體積分?jǐn)?shù)
88%的HIPPEs振蕩流變測(cè)試結(jié)果，剪切屈服應(yīng)力由儲(chǔ)能模量與損耗模量交點(diǎn)標(biāo)示；（c）基于HIPPEs的
3D打印雪花模型，左圖為成型后即刻拍攝，右圖為室溫儲(chǔ)存1天后拍攝；（d）基于HIPPEs的3D打印草莓模型的俯視圖（左圖）與側(cè)視圖（右圖）；（e）基于HIPPEs的3D打印字母模型。打印測(cè)試所用HIPPEs的葵花籽油體積分?jǐn)?shù)均為88%。
圖7. （a）在不同填充密度下基于高內(nèi)相皮克林乳液（環(huán)己烷體積分?jǐn)?shù)為89%）打印的立方網(wǎng)格的俯視圖。上排為水合狀態(tài)物體，下排為干燥結(jié)構(gòu)，比例尺為1 cm；（b）圖（a）黑色虛線框內(nèi)打印網(wǎng)格交叉處的掃描電子顯微鏡圖像；（c-d）圖（b）內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的放大的掃描電子顯微鏡圖像，紅色與綠色虛線框分別標(biāo)記了放大區(qū)域。比例尺依次為300、100和1 μm。
作者簡(jiǎn)介
宦思琪，博士，碩士生導(dǎo)師，東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授。主要從事靜電紡絲、3D打印等新型成型方法在納米生物基材料的設(shè)計(jì)、合成及功能化應(yīng)用方面的研究。主持黑龍江省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、黑龍江省博士后項(xiàng)目、東北林業(yè)大學(xué)“成棟優(yōu)秀青年”科研啟動(dòng)項(xiàng)目、齊魯工業(yè)大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目等5項(xiàng)；共發(fā)表SCI論文78余篇，總被引超過(guò)4336次，H-index為34，參與編寫(xiě)著作1部，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111251
“新華視點(diǎn)”記者日前走訪陜西、廣東、江蘇等地發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展深化，促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量融合，已成為我國(guó)新質(zhì)生產(chǎn)力培育壯大的重要推動(dòng)力。
潮玩、食品、顱骨模型等皆可打印
7月15日，黑龍江省哈爾濱市張愷翔同學(xué)收到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)的錄取通知書(shū)。這份通知書(shū)整體以“書(shū)”的外形呈現(xiàn)，裝有一把用太空金屬材料3D打印、拋光的“金”鑰匙。
3D打印，給錄取通知書(shū)增添了科技感，備受學(xué)子們的喜愛(ài)。這種最先在美國(guó)發(fā)展起來(lái)的新型制造技術(shù)，也被稱(chēng)為增材制造，其工作原理主要是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用可粘合材料如粉末狀金屬或塑料等，通過(guò)逐層打印來(lái)構(gòu)造物體。
“如果把一件物品剖成極多薄層，3D打印就是一層一層將這些薄層打印出來(lái)，上一層覆蓋在下一層上并與之結(jié)合，直到整個(gè)物件打印成形?！敝袊?guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所研究員李鋼說(shuō)。
在陜西，記者走進(jìn)西安康拓醫(yī)療技術(shù)有限公司，生產(chǎn)線上十余臺(tái)3D打印設(shè)備整齊排布，有序作業(yè)。通過(guò)逐層掃描、累加成形，一個(gè)定制化的顱骨模型不到5小時(shí)即可制作完成。
“每臺(tái)設(shè)備可以同時(shí)生成6個(gè)顱骨模型?！惫狙邪l(fā)工程師趙峰說(shuō)，每個(gè)模型都是量身定制，能準(zhǔn)確展現(xiàn)用戶頭顱結(jié)構(gòu)，有效協(xié)助醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行診療。
如今，豐富多樣的潮流玩具受到不少年輕人熱捧，玩具制造這一傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)正煥發(fā)新的商機(jī)。在“中國(guó)潮玩之都”廣東東莞，3D打印技術(shù)已被廣泛運(yùn)用到潮玩產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)之中。
“在設(shè)計(jì)階段，主要運(yùn)用3D打印技術(shù)驗(yàn)證外形、結(jié)構(gòu)等方面的可行性。比如公司推出的潮玩IP“胖噠”，經(jīng)過(guò)數(shù)十次3D打印技術(shù)驗(yàn)證后，才設(shè)計(jì)出最適合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品形態(tài)。”東莞市順林模型禮品股份有限公司董事長(zhǎng)劉學(xué)深說(shuō)。
在河南，信陽(yáng)博物館用3D打印技術(shù)按照1∶3比例虛擬復(fù)原的“袖珍版”《文昭皇后禮佛圖》，吸引不少游客駐足；在上海，第一食品商店用3D打印技術(shù)制作的月餅，受到不少消費(fèi)者喜愛(ài)；在江蘇，南京首批混凝土3D打印車(chē)棚在江北新區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研創(chuàng)園落地……
中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)增材制造（3D打?。┘夹g(shù)分會(huì)總干事、西安交通大學(xué)教授李滌塵表示，我國(guó)3D打印已在醫(yī)療、航空航天、消費(fèi)電子等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。截至2023年底，國(guó)產(chǎn)3D打印裝備擁有量占全球裝備的11.5%，處于全球第二；消費(fèi)級(jí)非金屬3D打印裝備市場(chǎng)占比位居全球首位。
更好賦能傳統(tǒng)制造
在億滋食品（蘇州）有限公司湖東工廠，每小時(shí)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的夾心餅干新鮮出爐，通過(guò)自動(dòng)包裝分發(fā)送往各地。如此高效的生產(chǎn)方式，離不開(kāi)3D打印技術(shù)的助力。
“購(gòu)入3D打印機(jī)后，以前需要6萬(wàn)元購(gòu)買(mǎi)的食品加工機(jī)器配件，現(xiàn)在幾百元就可以打印出來(lái)，食品加工效率有了明顯提升?！眱|滋湖東工廠制造總監(jiān)李云龍說(shuō)。
記者在采訪中了解到，相對(duì)于傳統(tǒng)制造技術(shù)，3D打印的突出優(yōu)勢(shì)是不需要模板，可以直接打印，節(jié)省了材料消耗和人工成本。其次，3D打印具有快速成型、實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更好賦能傳統(tǒng)制造。
在浙江，記者在杭州時(shí)印科技有限公司生產(chǎn)車(chē)間看到，一臺(tái)食品3D打印機(jī)可以做出20多種不同類(lèi)型的食品?！皞鹘y(tǒng)烘焙類(lèi)產(chǎn)品都是用手工制作，現(xiàn)在可以通過(guò)數(shù)字化方式呈現(xiàn)。”公司CEO李景元說(shuō)，食品3D打印機(jī)可以打印出不同形態(tài)產(chǎn)品，更好滿足市場(chǎng)定制化需求。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者，3D打印技術(shù)為諸多高技術(shù)企業(yè)尤其是專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)開(kāi)辟了新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
“由于醫(yī)療機(jī)器人體積小，需要的電池體積更小，目前只有3D打印技術(shù)能夠解決這種三維尺寸小于4毫米的電池一體化制造及封裝難題。”高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司首席運(yùn)營(yíng)官令旗說(shuō)，借助3D打印技術(shù)，公司研發(fā)出的“玲瓏”系列超微型電池，已成功運(yùn)用到植入式醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域，廣受市場(chǎng)歡迎。
從《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出打造增材制造產(chǎn)業(yè)鏈，到“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出深入實(shí)施增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)改造專(zhuān)項(xiàng)，我國(guó)將增材制造（3D打?。┳鳛槲磥?lái)規(guī)劃發(fā)展的重要領(lǐng)域。
在地方層面，記者梳理發(fā)現(xiàn)，廣東、江蘇、重慶、浙江等多地在政策文件中明確發(fā)展增材制造（3D打印）。比如廣東印發(fā)行動(dòng)計(jì)劃，明確到2025年，將打造營(yíng)收超1800億元的激光與增材制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群。
“3D打印具有廣泛的制造業(yè)覆蓋面，尤其是在新材料、新能源、高端裝備等領(lǐng)域應(yīng)用潛力較大，是推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要力量。”李滌塵說(shuō)。
一些發(fā)展瓶頸仍需突破
受訪專(zhuān)家告訴記者，高性能、高效率、低成本是3D打印技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。但目前我國(guó)3D打印規(guī)模化制造穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)適用性仍有差距，還需進(jìn)一步完善技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)支撐政策體系。
從技術(shù)層面看，李滌塵建議，加快布局3D打印全鏈條協(xié)同創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、中試平臺(tái)和創(chuàng)新中心，構(gòu)建以自主技術(shù)為主的3D打印生態(tài)體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系。強(qiáng)化戰(zhàn)略人才力量建設(shè)，在國(guó)家人才培養(yǎng)計(jì)劃中單列3D打印類(lèi)別，多層次引育3D打印技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才。
有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)3D打印規(guī)模以上企業(yè)有近200家，但其中多為中小企業(yè)，研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力相對(duì)較弱?！耙訌?qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃和政策牽引，做強(qiáng)大型3D打印骨干企業(yè)，扶持中小3D打印企業(yè)，加快產(chǎn)業(yè)集聚，培育產(chǎn)業(yè)集群?！崩钿撜f(shuō)。
記者在采訪中了解到，近年來(lái)，歐美已用3D打印整體火箭、發(fā)動(dòng)機(jī)等標(biāo)志性產(chǎn)品，帶動(dòng)了新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展?！皬膰?guó)內(nèi)看，要以新型工業(yè)化為導(dǎo)向，加快打造3D打印標(biāo)志性產(chǎn)品和典型應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)3D打印進(jìn)一步應(yīng)用到汽車(chē)、電子信息、工程機(jī)械等重點(diǎn)行業(yè)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)?！崩顪靿m建議。
多位業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)擁有完備的工業(yè)體系和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，隨著相關(guān)政策不斷完善，3D打印有望應(yīng)用于大部分制造領(lǐng)域，更好造福人們的生產(chǎn)生活。
“預(yù)計(jì)未來(lái)3至5年，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模將與歐美總體相當(dāng)，增長(zhǎng)率將高于全球8至10個(gè)百分點(diǎn)?！崩顪靿m說(shuō)，未來(lái)，3D打印將全面支撐先進(jìn)飛機(jī)、機(jī)器人、器官藥物篩選模型等行業(yè)，有望催生萬(wàn)億元市場(chǎng)規(guī)模增量。
]]>看似高大上的3D打印技術(shù)，其實(shí)就在我們身邊。現(xiàn)在的3D打印機(jī)，不僅可以打印工藝品、玩具，也可以跨界食品，全自助打印出你的“蕉綠”。
作為杭州盼打科技有限公司創(chuàng)始人董事長(zhǎng)兼CEO，90后李景元用了9年時(shí)間，和團(tuán)隊(duì)的小伙伴們，從杭州出發(fā)，要將3D打印機(jī)帶到生活中的每個(gè)角落。
打印巧克力、玩具，甚至印章
“3D打印原本服務(wù)工業(yè)多一些，但是我們年輕人嘛，總是想探究更多可能性?！崩罹霸巧虾Ｈ?，2011年保送到浙大，學(xué)的是工業(yè)設(shè)計(jì)。因?yàn)閷?zhuān)業(yè)的原因，他成了國(guó)內(nèi)最早一批接觸到3D打印設(shè)備的人。
李景元解釋?zhuān)?D打印本身有比較大的可塑性，因此，自己想嘗試將這個(gè)技術(shù)應(yīng)用到與生活相關(guān)的“衣食住行”，尤其是食品3D打印。
說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，這背后當(dāng)然還是有門(mén)檻。
2014年開(kāi)始研發(fā)，足足兩年后，李景元推出了第一款設(shè)備。
李景元說(shuō)，3D打印機(jī)的核心技術(shù)主要包括硬件、軟件以及材料。以材料為例，李景元先后嘗試過(guò)上百種食材，最終選擇了20多種，包括餅干、紫薯等。其中，巧克力因穩(wěn)定性、塑形性較好，保質(zhì)期較長(zhǎng)，最受歡迎。
不過(guò)，跟普通巧克力不同，3D打印機(jī)用到的巧克力材料需要特別定制。
“我們跟亞洲最大的巧克力工廠天舜集團(tuán)共同研發(fā)，雙方搭建了一條生產(chǎn)線，油脂和可可都是定制的。” 李景元說(shuō)。
2018年，國(guó)內(nèi)首款“盼打”自助式3D甜點(diǎn)販賣(mài)機(jī)上市，主打新穎、科技和體驗(yàn)，針對(duì)商業(yè)綜合體、電影院和游樂(lè)園等，提供在線DIY交互功能創(chuàng)作食品造型，顧客只需等待幾分鐘即可獲得個(gè)性化的甜點(diǎn)，并且通過(guò)3D打印、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將IP與巧克力相結(jié)合，為客戶定制個(gè)性化的潮流食品。
好產(chǎn)品，市場(chǎng)會(huì)說(shuō)話。
李景元帶著他的產(chǎn)品，火到了央視，火進(jìn)了亞運(yùn)。去年杭州亞運(yùn)會(huì)上，這臺(tái)巧克力3D自助打印機(jī)成了亞運(yùn)村里的大網(wǎng)紅。很多運(yùn)動(dòng)員3D打印了他們的人像、杭州地標(biāo)巧克力，實(shí)時(shí)生成，線下體驗(yàn)感極強(qiáng)，大家都很驚喜。
這也給了李景元更堅(jiān)定的信心。新技術(shù)跟市場(chǎng)認(rèn)證，結(jié)合反饋，優(yōu)化迭代，能給更多的文旅場(chǎng)景帶來(lái)不同的體驗(yàn)感。
李景元透露，就在最近，西泠印社新投放了一臺(tái)設(shè)備，可以打印個(gè)性化印章。
9998個(gè)微信好友是什么感覺(jué)
“為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，順便交個(gè)朋友?！边@句話一直是李景元的微信個(gè)性簽名。李景元覺(jué)得，把前沿科技應(yīng)用到生活中，消費(fèi)者獲得體驗(yàn)和快樂(lè)，創(chuàng)業(yè)最理想的狀態(tài)莫過(guò)于此。
創(chuàng)業(yè)這一路，李景元緊跟時(shí)代發(fā)展浪潮，蒸蒸日上，充滿能量?！按蠹以谝黄鹋Φ毓ぷ?，這一點(diǎn)杭州創(chuàng)業(yè)圈的氛圍很濃。”
李景元喜歡交朋友，微信好友很早就滿了。“因?yàn)槭窃诤贾?，才有這個(gè)機(jī)會(huì)認(rèn)識(shí)這么多共同的老朋友，9998個(gè)，你看，這是入駐菜鳥(niǎo)智谷后，在園區(qū)晚宴上認(rèn)識(shí)的隔壁公司老板，后來(lái)發(fā)現(xiàn)他跟我的老師也是好朋友。大家互相交流，可以少走彎路?！?/p>
在杭州這座包容的城市里，無(wú)數(shù)科技公司的種子在這里生根發(fā)芽，蓬勃生長(zhǎng)。不久前，隨著團(tuán)隊(duì)的壯大，李景元帶著小伙伴們搬到了菜鳥(niǎo)智谷產(chǎn)業(yè)園?！斑@里的地理位置很不錯(cuò)，園區(qū)的系統(tǒng)生態(tài)、配套設(shè)施完善，喝茶吃飯洽談，足不出園都能解決?！?/p>
最重要的是，“在這里有家的感覺(jué)，很暖?！崩罹霸忉?zhuān)飿I(yè)服務(wù)人員溝通及時(shí)愉快，另外，還無(wú)償幫助企業(yè)跟當(dāng)?shù)卣畬?duì)接，爭(zhēng)取到了不少政策方面的優(yōu)惠。
當(dāng)然，還有園區(qū)的各種落地活動(dòng)也吸引了李景元?！拔沂冀K認(rèn)為，只有交流才能碰撞出火花?！?/p>
在杭州，尋找更多創(chuàng)業(yè)搭子
創(chuàng)業(yè)9年，李景元最大的感悟是，要有一顆堅(jiān)持的心，“開(kāi)玩笑說(shuō)，我這叫盲目自信?！?/p>
李景元觀察過(guò)，經(jīng)常換賽道的人成功概率并不高，只有長(zhǎng)期扎根下去，才能形成一定的壁壘，在商業(yè)環(huán)境中存活下來(lái)。
發(fā)展至今，盼打3D打印機(jī)線下鋪設(shè)了3000多臺(tái)設(shè)備，覆蓋全國(guó)近70%的省份，場(chǎng)景包括景區(qū)、電影院、商場(chǎng)，博物館等。在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，有300 多所科學(xué)院所在使用盼打的產(chǎn)品，另外，設(shè)備已經(jīng)出口了25個(gè)國(guó)家（地區(qū)）。
“國(guó)內(nèi)我們一直排第一，去年年產(chǎn)值7000萬(wàn)元，今年有望達(dá)到1個(gè)億規(guī)模?！卑凑绽罹霸脑O(shè)想，短期規(guī)劃方面，要把規(guī)模做大做強(qiáng)，從3000臺(tái)變成30000臺(tái)，長(zhǎng)期來(lái)看，現(xiàn)在一天一萬(wàn)人使用，未來(lái)希望能服務(wù)1億人。
“立足杭州，走向世界。”這句話看似很大，但不是說(shuō)說(shuō)而已。李景元解釋?zhuān)瑢?duì)于盼打來(lái)說(shuō)，外貿(mào)是戰(zhàn)略重要一環(huán)，必須要擁有國(guó)際化視野?！叭蚴袌?chǎng)足夠大，未來(lái)希望能結(jié)識(shí)更多出海搭子，從杭州出發(fā)，抱團(tuán)出去，一起服務(wù)國(guó)外的渠道商、供應(yīng)商和消費(fèi)者?！崩罹霸f(shuō)。
李景元是新杭州人，他告訴記者，自己接觸下來(lái)發(fā)現(xiàn)，老一輩浙商身上有很多值得自己學(xué)習(xí)的地方，他們對(duì)于工作很投入，堅(jiān)守創(chuàng)業(yè)初心，“而且很有人情味，不是冷冰冰的商業(yè)往來(lái)，愿意培養(yǎng)年輕人，他們帶著我，投資我，支持我?！?/p> ]]>
2022國(guó)際未來(lái)農(nóng)業(yè)食品百?gòu)?qiáng)榜從9月開(kāi)始征集，歷時(shí)3月，經(jīng)過(guò)推薦、申報(bào)、初選、復(fù)核等程序，結(jié)合公司專(zhuān)利情況、產(chǎn)品發(fā)展、核心團(tuán)隊(duì)、合作伙伴、行業(yè)格局、企業(yè)聲譽(yù)、機(jī)構(gòu)規(guī)模等維度信息最終確認(rèn)。本次發(fā)布的榜單包括“中國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)100強(qiáng)榜”“中國(guó)未來(lái)食品100強(qiáng)榜”“海外農(nóng)業(yè)食品100強(qiáng)榜”，和數(shù)字農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)服、種業(yè)創(chuàng)新、生物合成若干細(xì)分領(lǐng)域榜單，以及年度領(lǐng)袖企業(yè)、年度創(chuàng)新企業(yè)、年度投資機(jī)構(gòu)、年度人物等若干年度獎(jiǎng)項(xiàng)。
杭州時(shí)印科技有限公司憑借在食品3D打印領(lǐng)域多年的深耕發(fā)展，為未來(lái)農(nóng)業(yè)食品的應(yīng)用創(chuàng)新提供了新的發(fā)展思路，榮幸榮膺2022年度中國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)食品創(chuàng)新Top20
時(shí)印科技成立于2015年，核心團(tuán)隊(duì)來(lái)自浙大系，是國(guó)內(nèi)最早一批專(zhuān)業(yè)從事食品3D打印業(yè)務(wù)的公司之一，致力于通過(guò)智能制造的方式，滿足人們對(duì)飲食的個(gè)性化需求。2016年，時(shí)印科技首款多功能食品打印機(jī)SHINNIOVE正式上市，可以打印巧克力、奶糖、餅干、糕點(diǎn)、糖果等五大類(lèi)十多種食材，獲得業(yè)內(nèi)和市場(chǎng)的好評(píng)。時(shí)印科技不斷強(qiáng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)申請(qǐng)20多項(xiàng)專(zhuān)利，掌握該領(lǐng)域的核心專(zhuān)利與技術(shù)訣竅。
多年來(lái)，時(shí)印科技深耕餐飲市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)外廚師可以使用食品3D打印機(jī)打印造型豐富、千變?nèi)f化的餐飲甜點(diǎn)裝飾，充分發(fā)揮想象力，告別重復(fù)、復(fù)雜的手工創(chuàng)作。時(shí)印科技占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)領(lǐng)先地位，同時(shí)已成功出口至美國(guó)、比利時(shí)、加拿大、荷蘭、德國(guó)、沙特、印度、韓國(guó)等二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
2019年時(shí)印科技推出了面向C端無(wú)人值守的巧克力3D打印自助售賣(mài)機(jī)品牌“盼打”?！芭未颉迸鋫渥灾蛴∠到y(tǒng)，從設(shè)計(jì)、支付到打印一氣呵成，經(jīng)營(yíng)者無(wú)需值守。同時(shí)，每臺(tái)終端有智能財(cái)務(wù)管理后臺(tái)，可以實(shí)時(shí)看到點(diǎn)位的打印數(shù)量和營(yíng)收狀況，方便管理?！芭未颉币衙嫦蛉珖?guó)市場(chǎng)投放和區(qū)域合作，目前在北京、上海、重慶、西安、青島、溫州、昆明等全國(guó)超過(guò)40座城市設(shè)有代理，累計(jì)完成超過(guò)1000臺(tái)“盼打”自助式設(shè)備的投放。
7月12日，西北工業(yè)大學(xué)本科錄取通知書(shū)樣式發(fā)布。除體現(xiàn)學(xué)校航空、航天、航海的特色外，該錄取通知書(shū)還藏著一份“驚喜”。
“憑錄取通知書(shū)，2023年本科新生在報(bào)到現(xiàn)場(chǎng)可以抽取專(zhuān)屬盲盒?！睂W(xué)校招辦相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，盲盒內(nèi)容包括：殲20Q·3D打印楊偉總師簽名版模型、運(yùn)-20Q·3D打印唐長(zhǎng)紅總師簽名版模型、直20Q·3D打印鄧景輝總師簽名版模型等。
備受學(xué)生“追捧”的3D打印，也稱(chēng)增材制造，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
打印食物、打印火箭、打印汽車(chē)……萬(wàn)物皆可3D打印。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)方興未艾、智能制造大行其道的背景下，3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正悄然提速。
3D打印食品
近年來(lái)，在環(huán)保、健康、安全、效率的新型飲食理念指引下，創(chuàng)新食品3D打印迅速崛起。
浙江省科技館的參觀者發(fā)現(xiàn)，科技館內(nèi)六臺(tái)巧克力3D打印機(jī)給他們提供了更新潮的科普體驗(yàn)。
“參觀者有多種選擇，可以打印出宇航員、飛碟、火箭或坦克等多種造型的巧克力?！弊鳛樵O(shè)備的提供方，杭州時(shí)印科技有限公司CEO李景元告訴《瞭望東方周刊》，3D打印給食物帶來(lái)更加豐富的造型、更富吸引力口感的同時(shí)，也讓參觀者更有興趣了解科技知識(shí)。
據(jù)介紹，這款“盼打”自助式巧克力3D打印機(jī)從設(shè)計(jì)、支付到打印一氣呵成，經(jīng)營(yíng)者無(wú)需值守，可廣泛應(yīng)用于科技教育、文旅和商業(yè)綜合體等領(lǐng)域。
在文旅類(lèi)場(chǎng)景里，巧克力3D打印已十分常見(jiàn)。
中國(guó)國(guó)家版本館杭州分館文潤(rùn)閣的文創(chuàng)空間，就給參觀者提供了3D打印“文物巧克力”的新選擇。參觀者通過(guò)微信掃碼選擇自己喜歡的模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打印，只需等待三至五分鐘，就可以打印出版本館建筑模型或者戰(zhàn)國(guó)越王青銅劍等以館藏文物為原型的精致巧克力。
在蘇州博物館、南京博物院和云南省博物館里，參觀者可以打印出博物館藏品造型的巧克力；在上海海洋水族館里，則可以打印出海馬、魔鬼魚(yú)、鯨魚(yú)、烏龜、海豚等海洋生物造型的巧克力。
“在銀泰、萬(wàn)達(dá)等商業(yè)綜合體場(chǎng)景里，我們會(huì)結(jié)合時(shí)尚的IP內(nèi)容，打造IP造型的3D食品；熱門(mén)電影上映期間，我們還會(huì)做電影里的人物造型巧克力?！崩罹霸f(shuō)。
火箭、汽車(chē)皆可打印
“目前，3D打印技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，涉及我們?nèi)粘Ｉ钪械囊率匙⌒?、航天、汽?chē)制造、醫(yī)療、建筑等方面?！睎|南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授張亞梅告訴《瞭望東方周刊》。
2023年，當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月22日，世界首枚3D打印火箭“人族一號(hào)”第三次嘗試發(fā)射，但未能成功進(jìn)入軌道。美聯(lián)社報(bào)道稱(chēng)，“人族一號(hào)”火箭高33.5米，85%的組成部分由3D打印而成，連火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)也由3D打印技術(shù)制造。
在新能源電池、文物修復(fù)、人類(lèi)器官等領(lǐng)域，3D打印也在不斷嘗試和實(shí)踐。
“我們的‘玲瓏’系列超微型3D打印電池，是專(zhuān)為植入式醫(yī)療機(jī)器人開(kāi)發(fā)的定制化電池。由于醫(yī)療機(jī)器人體積小，需要的電池體積更小，目前只有3D打印技術(shù)能夠解決這種三維尺寸小于4毫米的電池一體化制造及封裝難題?！备吣軘?shù)造（西安）技術(shù)有限公司首席運(yùn)營(yíng)官令旗告訴《瞭望東方周刊》。
據(jù)介紹，該公司還制作過(guò)一款體積小、續(xù)航久、放電倍率高的微型電池。借助這種3D打印電池的幫助，膠囊機(jī)器人可對(duì)人體消化道內(nèi)部細(xì)節(jié)進(jìn)行視頻觀測(cè)，為醫(yī)生診斷提供更加可靠細(xì)致的信息。
在安徽，合肥悠遙科技公司的輕型電動(dòng)汽車(chē)——XEV-YOYO，是全球第一款車(chē)身內(nèi)外飾件都使用3D打印技術(shù)量產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)；洛陽(yáng)龍門(mén)石窟里，借助數(shù)字化3D打印技術(shù)，一尊流散百年的無(wú)量壽佛實(shí)現(xiàn)了“身首合璧”；為了讓更多人了解山東省省級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)項(xiàng)目萊西木偶戲，萊西木偶戲第五代傳承人姜玉濤運(yùn)用3D打印制作木偶內(nèi)部機(jī)關(guān)軸承，提升了木偶表演的難度和視覺(jué)效果……
2月13日，山東青島城市傳媒廣場(chǎng)云岡石窟藝術(shù)館，3D打印的云岡石窟第3窟，9.93米的主佛阿彌陀佛造像面部圓潤(rùn)豐滿，神態(tài)超然
3D打印已經(jīng)成為人們身邊的高科技，進(jìn)入尋常百姓家，改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>
顛覆傳統(tǒng)制造
在2023中關(guān)村論壇展覽會(huì)的重慶展區(qū)內(nèi)，一臺(tái)3D打印設(shè)備引來(lái)群眾紛紛駐足。
這臺(tái)可實(shí)現(xiàn)2微米超高精度3D打印的精密設(shè)備，來(lái)自重慶摩方精密科技股份有限公司。
據(jù)了解，該款3D打印設(shè)備采用了面投影微立體光刻技術(shù)，使用了高精度紫外光刻投影系統(tǒng)——將需打印的模型分層投影至樹(shù)脂液面，即可快速微立體成型，實(shí)現(xiàn)從數(shù)字模型加工成三維復(fù)雜的工業(yè)樣件。
與傳統(tǒng)打印技術(shù)相比， 3D打印因有立體構(gòu)型，需事先用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)建三維模型，然后把原料裝入機(jī)身，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，用激光注射器將原料一層一層累積起來(lái)，把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。整個(gè)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)計(jì)算每個(gè)步驟的尺寸和位置，確保制造之物的精準(zhǔn)。
“3D打印技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的制造技術(shù)，其突出的優(yōu)勢(shì)是不需要模板，可以直接通過(guò)打印機(jī)進(jìn)行逐層打印堆疊，從而實(shí)現(xiàn)制造?！?張亞梅告訴《瞭望東方周刊》，這種先進(jìn)的工藝，對(duì)于各種異形構(gòu)件或者器件的生產(chǎn)而言，優(yōu)勢(shì)尤為明顯。
“首先是不需要模板，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的自由；其次是可以直接打印，既節(jié)省了模板材料，也節(jié)省了人工，提高了制造效率?！?張亞梅稱(chēng)，目前，全球范圍都存在制造工人短缺的問(wèn)題，而3D打印制造技術(shù)很好地解決了這一社會(huì)性難題。
“購(gòu)入3D打印機(jī)后，以前需要六萬(wàn)元購(gòu)買(mǎi)的機(jī)器配件，現(xiàn)在幾百元就可以打印出來(lái)?！弊哌M(jìn)億滋（蘇州）食品有限公司的燈塔工廠，廠長(zhǎng)李云龍對(duì)《瞭望東方周刊》說(shuō)，以前論件買(mǎi)零件，現(xiàn)在按斤買(mǎi)塑料線，工廠已節(jié)省了數(shù)百萬(wàn)元（人民幣）。
“傳統(tǒng)的烘焙類(lèi)產(chǎn)品，人們都是用手工制作?，F(xiàn)在，我們可以通過(guò)數(shù)字化方式將其呈現(xiàn)。”李景元表示，一臺(tái)食品3D打印機(jī)可以做20多種不同類(lèi)型食品——把食材配方做成打印“墨水”，輸入食譜，按下按鈕，余下的烹制可以全交給程序。
據(jù)李景元介紹，食品3D打印機(jī)工作的原理是將原材料通過(guò)一定的溫度融化，利用高通量3D打印噴嘴從底部開(kāi)始一層層堆積成型，實(shí)現(xiàn)高立體效果。食品3D打印機(jī)可打印出消費(fèi)者喜歡的不同形態(tài)產(chǎn)品，不僅方便快捷，還能實(shí)現(xiàn)自定義個(gè)性化操作。
3D打印技術(shù)為低成本、高效率地制造具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和高性能的電池，也開(kāi)辟了新途徑?！半姌O生產(chǎn)需要涂布、烘烤、錕壓、分切、卷繞或疊片等五六個(gè)制造環(huán)節(jié)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、能耗高、占地面積大，且不具備柔性產(chǎn)能?！?令旗告訴《瞭望東方周刊》，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，他們研發(fā)的全新一代電池3D打印設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)10μm級(jí)高精度、高設(shè)計(jì)自由度的全固態(tài)電池一體化智造。
據(jù)介紹，該款設(shè)備具有廣泛的材料適配性，無(wú)需特殊改性調(diào)整，即可直接使用不同材料實(shí)現(xiàn)電池的一體化制造，可為電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)航空、智能穿戴設(shè)備等領(lǐng)域提供更優(yōu)質(zhì)的電池產(chǎn)品。
“和傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，3D 打印給電池制造帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)包括流程更加快速簡(jiǎn)單、成本更加低廉、可定制、更智能、更安全。尤其值得一提的是，通過(guò)3D 打印一體化完成復(fù)雜電極結(jié)構(gòu)的制備，還能實(shí)現(xiàn)低污染和低能耗?！绷钇煺f(shuō)。
瓶頸亟待突破
我國(guó)高度重視3D打印技術(shù)發(fā)展。
2021年3月，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》發(fā)布，明確發(fā)展增材制造在制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升與智能制造技術(shù)發(fā)展方面的重要性，將增材制造作為未來(lái)規(guī)劃發(fā)展的重要領(lǐng)域。
在地方政策層面，廣東、江蘇、重慶、浙江、山東、上海、陜西等多地政府都在政策文件中明確了增材制造在整體高端制造業(yè)發(fā)展中的重要地位。
在政策的助推下，國(guó)產(chǎn)3D打印機(jī)不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用迅速擴(kuò)大。
中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)處郭丹表示，盡管全球風(fēng)投機(jī)構(gòu)的投資動(dòng)作不斷放緩，但國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)對(duì)于3D打印產(chǎn)業(yè)的投資仍保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。
郭丹說(shuō)，2022年，我國(guó)3D打印企業(yè)融資總額達(dá)到64億元，相比2021年的48億元增長(zhǎng)了33%。
中國(guó)工程院院士、西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院原院長(zhǎng)盧秉恒教授被稱(chēng)為“中國(guó)3D打印之父”。他認(rèn)為，中國(guó)3D打印技術(shù)的科研水平已居世界前列，但在工藝裝備、工程應(yīng)用方面還有很大的發(fā)展空間。為此，中國(guó)3D打印技術(shù)需要制定技術(shù)發(fā)展路線圖，規(guī)劃基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化、工程應(yīng)用的發(fā)展路線，從而使其真正產(chǎn)業(yè)化。
盧秉恒表示，3D打印技術(shù)為高端制造提供了新路徑。萬(wàn)物皆可3D打印，要合理地運(yùn)用不同的制造方式，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)。
3D打印的發(fā)展尚存在一些瓶頸。
“在一些領(lǐng)域，尚需加強(qiáng)增強(qiáng)工藝與3D打印工藝的協(xié)同。但實(shí)際上，協(xié)同并不容易，有些增強(qiáng)措施會(huì)干擾打印過(guò)程?！?張亞梅對(duì)《瞭望東方周刊》舉例道，在3D打印建筑領(lǐng)域，鋼筋增強(qiáng)3D打印混凝土就存在明顯的問(wèn)題，打印出的產(chǎn)品性能遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的鋼筋增強(qiáng)混凝土。
此外，由于3D打印采用的是層層堆疊的建造方式，界面問(wèn)題成為一個(gè)普遍難題。
“雖然技術(shù)上有解決界面問(wèn)題的策略，但大尺寸打印時(shí)，往往問(wèn)題較為復(fù)雜，還需要從材料、工藝等方面系統(tǒng)解決。” 張亞梅說(shuō)。
在應(yīng)用過(guò)程中，3D打印技術(shù)如何做好知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，也備受關(guān)注。對(duì)此，北京三帝科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)宗貴升在2023中國(guó)經(jīng)濟(jì)傳媒大會(huì)上提出了兩個(gè)建議：一是通過(guò)融合區(qū)塊鏈技術(shù)的方式進(jìn)行保護(hù)；二是在法律上對(duì)原創(chuàng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)。
“隨著3D打印技術(shù)成本的逐步下降，不少3D打印產(chǎn)品的價(jià)格已經(jīng)接近甚至低于傳統(tǒng)制造的價(jià)格。我相信，五年內(nèi)，3D打印技術(shù)將覆蓋大部分制造領(lǐng)域。” 李景元表示，未來(lái)， 3D打印技術(shù)將更好地造福人們的生活。
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