近期,机电工程学院微纳制造与智能传感团队陈小军副教授在国际知名期刊上发表了两项高水平研究成果,分别聚焦3D微结构数字微流控平台与3D打印导电气凝胶柔性湿度传感器,展现了其在先进制造、生物医学工程与可穿戴健康监测等交叉领域的创新能力。
成果一:集成3D微结构的数字微流控平台,推动三维细胞培养发展。
该研究发表于国际顶级期刊《Microsystems & Nanoengineering》(Nature出版集团旗下期刊,JCR1区,TOP期刊,影响因子9.9),题目为“Integrated 3D microstructured digital microfluidic platform for advanced 3D cell culture”。该工作是在陈小军于澳门大学从事博士后研究期间完成。研究团队提出了一种将数字微流控技术与3D打印微结构阵列相结合的新型芯片平台。该平台能够实现对细胞悬浊液滴的精确操控,并促进细胞在三维支架内自组装形成细胞球。实验表明,该平台具有良好的生物相容性,能够模拟更接近体内环境的细胞生长微环境,在组织工程、再生医学、药物筛选、器官芯片等领域具有广泛应用前景。

成果二:3D打印柔性湿度传感器,助力智能睡眠与健康监测。
该研究成果发表于国际权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(JCR 1区,TOP期刊,影响因子8.2),题目为“3D-Printed Conductive Aerogel Humidity Sensor for Advanced Wearable Sleep and Health Monitoring”。该工作是陈小军在新加坡国立大学担任访问学者期间完成。研究团队开发了一种基于冻干辅助3D直写打印技术的柔性湿度传感器,采用PVA/纳米纤维素/石墨烯/碳纳米管复合气凝胶构建具有层级孔隙结构的导电网络。该传感器具有高灵敏度、快速响应/恢复、宽湿度范围稳定性等优异性能,成功应用于呼吸模式识别、睡眠状态监测、语音识别等场景。结合深度学习模型,系统在呼吸状态分类中实现了100%的识别准确率,在语音指令识别中达到97%的准确率,展现出在可穿戴健康监测与人机交互领域的巨大潜力。

学校支持:选派教师出国交流,推动高水平科研成果产出
陈小军的两项重要成果,得益于学校对青年教师出国(境)访学交流的大力支持。学校高度重视教师国际化发展,积极支持中青年骨干教师赴海外高水平大学和科研机构开展合作研究。此次两项成果的发表,充分体现了学校在推动教师国际交流、提升科研水平方面的战略成效。
陈小军表示:“感谢学校提供的访学交流机会,使我能够在国际一流团队中开展前沿研究。未来将继续围绕3D打印、微流控与柔性电子传感开展跨学科研究,推动更多成果服务社会。”
该论文的共同作者还包括新加坡国立大学、广东海洋大学等单位的研究人员。研究得到了广东省基础与应用基础研究基金、广东特支计划等项目的资助。
论文链接:
1.https://doi.org/10.1038/s41378-025-01098-9
2.https://doi.org/10.1021/acsami.6c01464