团队旨在以先进制造等前沿工程技术来实现生物医疗器件的微型化、集成化、智能化，推动生物医学领域的进步，以应对当今生命、医学和健康领域的重大挑战。
主要研究方向：
团队主要研究方向：
1. 技术层面：激光先进制造技术；
2. 应用层面：智能生物医疗器件。
团队研究方向
1. 激光先进制造技术
本团队研究重点为激光微纳制造及原子级制造技术。当前，高精度激光制造技术虽然经过了几十年的发展，可以~100 nm精度实现复杂三维结构的增材制造，并且在生物医疗、微光学、微机械、微电子等领域取得广泛应用。但是，激光与新型材料作用的微观过程及基础机理仍然有待深入探究；激光制造技术在精度、效率、材料多样性上有待进一步的突破。本团队以实验探究和理论分析相结合的方式，深入探究激光与传统及新型材料相互作用机制；开发新型激光制造原理，实现半导体、二维材料、MOF等新型功能材料的激光先进制造。
图1. 课题组进行了多种材料激光加工的系统研究。(a)半导体及复合材料激光加工；
(b)刺激响应型材料；(c)功能掺杂材料；(d)金属材料加工。
2.智能生物医疗器件
细胞三维微环境
单细胞生理特性研究对于细胞衰老机制及衰老相关疾病的发生机制研究、重大疾病的早期诊断和精准治疗、肿瘤的发生及演进机制等国家重大需求和科学前有具有重要意义。在当前细胞培养和研究中，如何快速可控的构建类活体的复杂三维细胞微环境，到目前仍然是一个难点和挑战。本课题组提出基于结构光场的细胞微环境高效制备方法；利用微管道结构实现了单个HeLa细胞的精准捕获和培养；研究了酵母细胞在对称和非对称受限三维环境下的生长、增殖规律。以上工作为体外微血管环境的构建以及细胞在三微环境下的生理特性研究提供了新方法和新思路。
图2.细胞三维微环境平台的高效制备及单细胞生理特性研究。
生物医疗微电子
《国家自然科学基金“十四五”发展规划》强调“发展新一代生物电子芯片与微系统技术，为提升国民健康水平提供信息技术支撑。”目前基于喷墨打印或气溶胶喷印技术的微电子器件打印技术面临打印精度低，打印区域可控性差，特征结构/器件跨尺度制造困难等一系列问题。本课题组创新性实现了具有不同电学特性的金属和半导体材料复合激光打印，使得以激光来实现复杂三维电路的直写成为可能；并且首次验证了二极管、三极管、忆阻器及加密电路等功能元器件和电路的一体化激光直写，在印刷电子、先进生物医疗传感等领域具有重要的应用前景。相关工作于近期以‘Laser Printed Microelectronics’为题发表在Nature Communications上，该工作被选为Editors’ Highlights，并被Nature Photonics专题报道。
图3. 高精度三维微纳电子器件的一体化激光打印。
生物医疗微器械
智能生物医疗器械既是国际前沿研究方向，同时又对接国家高端医疗器械装备产业发展战略需求，近些年得到了广泛的关注。但复杂三维微纳结构的灵活设计和可控高效加工方法仍有待深入研究。本课题组通过激光微纳加工技术，实现了以微纳机器人为代表的前沿生物医疗器械，并成功将其应用于抗癌药物 (DOX)和HeLa癌细胞的定向运输，验证了其在细胞靶向治疗领域的应用前景。
图4. 生物医疗微器械用于药物运输和细胞靶向治疗