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(yuǎn)背景下，油氣資源開發(fā)領(lǐng)域正面臨技術(shù)挑戰(zhàn)與戰(zhàn)略機(jī)遇。地下巖石孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性遠(yuǎn)超預(yù)期——致密砂巖中直徑不足20微米的孔喉網(wǎng)絡(luò)，既是油氣賦存的空間，也是流體滲流的通道。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(fù)性及二維圖像的信息缺失，導(dǎo)致孔隙連通性分析存在顯著誤差，進(jìn)而使采收率預(yù)測偏差增大。更嚴(yán)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(shí)模擬地下巖石的多孔介質(zhì)特性。

技術(shù)破局：精密復(fù)雜結(jié)構(gòu)重現(xiàn)

近年來，高精度3D打印技術(shù)的迅速崛起，為復(fù)現(xiàn)這類復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)提供了可能。借助先進(jìn)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(yùn)移過程的直接觀測。然而，當(dāng)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(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、表面能等關(guān)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(xué)張鐵軍教授團(tuán)隊(duì)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(shí)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(guān)鍵步驟：首先使用光敏樹脂打印出具有復(fù)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(fù)現(xiàn)天然巖石的物理結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)特性。研究中，團(tuán)隊(duì)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(xì)復(fù)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(jìn)一步證實(shí)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。

未來圖景：打通精密制造的層層壁壘

作為微納3D打印的創(chuàng)新者，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(lǐng)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(fù)雜多孔介質(zhì)研究提供了革命性技術(shù)支撐。

在提升制造效能方面，摩方精密開創(chuàng)性推出復(fù)合精度光固化3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多精"的智能化突破——microArch® D0210（精度：2&10μm）與D1025（精度：10&25μm）型號設(shè)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(jìn)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(rèn)知微觀世界的維度。微觀結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)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(xué)發(fā)展及材料創(chuàng)新突破提供堅實(shí)的技術(shù)支撐基礎(chǔ)。