刚拍死的蚊子不要扔，把它的尸体做成3D打印喷嘴馋哭隔壁科学家
环球科学约 5 分钟来源：Pixabay
来源 环球科学科研圈
原作 Jacek Krywko
编译 科研圈 bot
死灵机器人学（Necrobotics）是一门工程领域学科，它利用合成材料与动物身体部件来构建机器人。该领域已研发出利用蜘蛛腿制成的微型抓取器，以及基于蟑螂尸体构建的行走机器人。而对于加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的机械工程教授曹长宏来说，这些死灵机器人论文启发他和团队去打造了一些“与众不同”的东西。
他的团队并未选择做机器人，而是将雌蚊用来吸血的口器改造为超精密 3D 打印机的喷头，效果出人意料地优秀。
尖牙与毒刺
为了给 3D 组织打印系统找到合适的喷头，曹长宏和团队首先对自然界中存在的微型滴灌“喷嘴”进行了广泛调研。研究人员观察了蜜蜂、黄蜂和蝎子的螫针，毒蛇的毒牙，以及蜈蚣的腭牙。这些结构都演化出了向目标输送液体的功能，与 3D 打印机喷头的工作原理大致相似。不过它们都没办法直接拿来用。曹长宏解释说：“有些弯曲过度，无法满足高精度 3D 打印的要求。而且这些结构是为输送脉冲式毒液优化的，而非打印所需的稳定连续流体。”
科学家们调查了很多种动物和昆虫的毒牙和毒针 来源：论文
不过，有些昆虫的管状口器具有形成连续液流的能力，比如用来从猎物身上吸取血液。科学家发现，这类口器通常极为纤细且坚固，以便穿透厚皮肤并保持笔直，使取食更为顺畅。正因如此，喷嘴供体的最终选择范围落在了采采蝇、沙蝇、蚜虫、臭虫、猎蝽和雌性蚊子之间。最终，蚊子在这场角逐中胜出。
研究人员发现，雌蚊口器的内径仅为 20~30 微米，远小于大多数毒刺或毒牙，且其结构笔直修长，易于作为打印喷头进行校准。“它还具有坚硬强韧的特性，能够承受打印压力，”曹长宏表示。唯一剩下的问题就是围绕它构建一台 3D 打印机。
被整合进 3D 打印机中的蚊子口器 来源：论文
于是，“3D 死灵打印机”诞生了。根据研究团队最近发表于《科学-进展》（Science Advances）的论文，该设备基于 Aerotech 精密运动平台构建，这一机械定位系统能在稳定的防振平台上以 10 纳米分辨率移动打印头。喷头的结构本身很简单：采用基于注射器的直写墨水系统，通过细小塑料喷嘴挤压出打印材料。
“为了整合，我们首先在显微镜下从已被安乐死的蚊子身上将口器取下，”曹长宏解释道。随后，将口器与塑料吸头的出口对齐。最后，使用紫外线固化树脂将口器与吸头粘合在一起。
这台死灵打印机实现了 18~22 微米的分辨率，比采用市售最细金属点胶针头的打印机精度还要高两倍。首批打印测试品包括 600 微米尺寸的蜂窝结构、微型枫叶以及细胞支架。
使用雌蚊口器制成的 3D 死灵打印成品。来源：论文
尽管蚊子的口器已经展现出了超越工业级产品的精细度，但人造科技在某些领域仍能超越自然造化。
玻璃与压力
蚊子口器喷头的首个问题在于其内部压力耐受性相对较低。“虽然表现不俗，但仍不足以应对某些高粘度墨水，”曹长宏表示。
这些墨水看起来更像是膏体而非典型流体，能更好地保持形状，从而转化为几何精度更高的模型，不会因自重而下垂或扩散。这正是曹的测试打印品在一定程度上曾遇到的问题。
然而，人造技术超越自然的领域不止于此。尽管蚊嘴喷头在精度上优于塑料或金属替代品，却无法超越玻璃点样针头——后者能印制出宽度不足一微米的线条，并能承受远超前者所能及的压力。
不过，研究人员对于如何弥合（至少部分）差距已有初步构想。“一种可能的解决方案是以蚊子口器为核心，外层包裹陶瓷材料以大幅提升强度，”曹教授表示。若能解决压力问题，18~22 微米的分辨率对于多数应用场景已绰绰有余。
他认为，未来此类打印机可用于打印活细胞支架或微型电子元件。其核心理念是用更经济实惠的有机替代品取代昂贵的传统 3D 打印喷头，因为蚊子口器喷头的关键优势在于成本低廉且来源广泛。
蚊子几乎遍布地球各个角落，且易于饲养。研究团队估算，利用蚊子口器制造的有机 3D 打印喷嘴成本约为 80 美分（约合人民币5.6 元），而采用玻璃或金属材质的替代品成本要高出 32 至 100 倍。
曹长宏表示：“我们已经开始对蚊子本身进行更深入的研究，并希望开发出更多工程解决方案，不仅利用它们的遗体，还要解决它们带来的实际问题。”
论文信息
Justin Puma et al.,3D necroprinting: Leveraging biotic material as the nozzle for 3D printing.Sci.Adv.11,eadw9953(2025).
DOI:10.1126/sciadv.adw9953
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw9953
原文链接：
https://arstechnica.com/science/2025/12/welcome-to-necroprinting-3d-printer-nozzle-made-from-mosquitos-proboscis/
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