88038威尼斯专栏《科苑·星坛》第四期准时启航！本期将为大家介绍张鹏飞教授。张教授在微流控液滴喷印、单细胞分选打印、体外多级微组织单细胞级制造等方面取得了多项成果。本期将为本科生提供“无标记微滴智能分选喷印”小微项目。期待同学们的加入，在微观世界中精准构筑生命与材料的未来！ 

01  个人简介

张鹏飞，88038威尼斯88038威尼斯微机电系统工程系教授，博导，国家级青年人才。于2012年7月和2017年7月分别获得北京航空航天大学学士和博士学位，2017年11月至2022年9月在加州大学旧金山分校Abate实验室进行博士后研究，2022年9月入职88038威尼斯88038威尼斯。主要从事微流控、单细胞打印技术和智能原位打印技术等研究，重点解决单细胞级制造和精准原位制造等领域中的挑战与难题。主持国家自然科学基金面上/青年项目、科技委人才基金项目、国家重点研发计划课题和昌平区青年人才项目等项目。代表性研究成果以第一或通讯作者发表在Nature、Advanced  Materials、Advanced Functional Materials和Trends in  Biotechnology等高水平期刊上。曾提出并研发了微流控单细胞分选打印技术，入选2020年生物设计与制造领域高影响力文章；提出微流控单细胞微滴高速、多材料精准喷印方法，多次入选微流控权威期刊Lab  on a Chip封面，并受邀在Cell 系列Trends in  Biotechnology撰写微流控液滴打印前瞻综述；首次提出及阐述单细胞级制造概念，入选权威期刊Advanced Functional  Materials卷首图重点推荐；发现并揭示猪笼草口缘液体连续定向输送新现象，发表中国机械工程学科首篇Nature论文，在微创手术器械表界面湿滑仿生防粘理论及设计制造方面取得原始突破。

02  学术成果

1)微流控高精度液滴喷印技术

针对传统液滴微流控打印精度低、材料单一等问题，提出以超疏水限域液滴喷射方法，进一步提升了液滴打印精度，实现了目前微流控液滴打印的最高精度3   μm；提出微流控芯片流道浸润图案化工艺，实现微流控打印头内的多级乳液可控生成，通过实时检测与介电泳分选实现了空气中的多材料乳液液滴按需分选打印（图1）。

图1 超浸润限域微滴喷射打印技术

2)单细胞分选高速高精打印技术

单细胞是人体组织器官的基本构成单元，针对传统生物打印技术不能稳定可控打印单细胞的技术瓶颈，提出了微流控分选打印单细胞概念（图2），发明了气流中的单细胞介电泳分选技术，在毫米级微流控芯片上实现打印头的设计制造，相较于传统打印技术大幅度提高了单细胞打印位置精度和打印速度，打印精度达到10  μm，打印速度达到100 Hz。

图2 微流控单细胞分选打印原理

3)体外多级微组织单细胞级制造

多细胞微组织能在体外模拟人体疾病，是高通量药物筛选的理想载体。针对传统细胞打印制造多细胞微组织均一性不足、可重复性差等问题，建立逐细胞打印制造单细胞级细胞阵列、二维细胞图案及三维异质微组织的工艺方法，体外构建了能够模拟人体肝纤维化的微组织疾病模型，实现了多级微组织的单细胞级精准制造（图3）。

图3 单细胞级多级微组织逐细胞打印制造

03  项目介绍

1)项目简介

无标记微滴智能分选喷印

微滴喷印技术在曲面图形制造、微纳结构制造和生物分析等方面应用广泛。现有微滴喷印技术在智能化、多材料等方面存在局限性。本项目旨在通过微尺度液滴喷射控制、多能场耦合行为调控和智能化的分选决策等实现无标记高通量的智能微滴喷印，拓展微滴喷印的能力和应用场景。

2)所需能力

微纳制造基本知识

信号处理和数据分析

团队协作能力

实验操作能力

3)相关事项

项目周期：6~12个月

所需人数：1~3名本科生

4)联系方式

电子邮箱：zhangpf@buaa.edu.cn

04  老师寄语

希望同学们：

脚踏实地，学习知识

仰望星空，探索未来

兴趣引路，走出特色