美国研究人员开发出制造纳米精度物体新方法

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学和现代技术结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,应用到不同的领域上。

 

美国研究人员开发出一种新方法,可打印各种形状、多种材质的纳米精度三维物体,在光学、医疗、机器人等领域有广阔的应用前景。相关论文发表在新一期美国《科学》杂志上。

 

据参与研究的麻省理工学院生物工程及大脑和认知科学副教授爱德华·博伊登介绍,这是一种多种材料创建纳米级精度三维结构的新方法。

 

新研究采用了一种被称为内爆制造的技术。团队使用吸水性很强的聚丙烯酸酯凝胶作为微观制造支架,将支架浸泡在含有荧光素分子的溶液中。在双光子显微镜下,研究人员用激光激活荧光素分子,使其附着在凝胶的特定位置充当锚点,然后添加需要打印的材料分子与锚点结合,比如金属、量子点、DNA(脱氧核糖核酸)等。

 

当所有分子就位,研究人员向凝胶中加酸使整个结构收缩,每个维度上可以缩小到十分之一,整个体积缩小到原来的千分之一。目前,研究人员可利用该方法制造出体积为1立方毫米、分辨率为50纳米的物体。

 

针对目前现阶段的3D打印技术来讲,主要是通过逐层叠加方式创建微小三维结构,但这一过程比较缓慢,并且只适用于利用聚合物、塑料等材料制造自支撑结构,造不出中空等结构。

 

而通过内爆制造可以创造出各种结构的纳米精度三维物体,包括有梯度的、非连通的及复合材料的结构等。

 

在此,研究人员认为,该技术最早的应用可能在光学领域,例如制造用以研究光的基本特性的特殊透镜以及用于手机摄像头、显微镜或内窥镜的镜头等。同时,在更远的将来,该技术可实现用于生产纳米级电子产品或机器人等。

 

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