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中國科大等利用飛秒激光微納打印和可控毛細力驅(qū)動制備復雜微結(jié)構(gòu)

星之球激光 來源:中國科學院2015-05-25 我要評論(0 )   

在微納結(jié)構(gòu)的制造過程中毛細力一般被認為是一種有害的作用力,因為它經(jīng)常導致微納結(jié)構(gòu)的變形或破壞。

   中國科學技術(shù)大學微納米工程研究室團隊及其合作伙伴,利用飛秒激光微納米打印結(jié)合可控的毛細力驅(qū)動技術(shù),實現(xiàn)了多樣化組裝體的可控制備,并將其成功應用于微小物體的選擇性捕獲和釋放。研究成果5月18日在線發(fā)表于《美國科學院院刊》,中國科大工程學院胡衍雷是論文第一作者。
  在微納結(jié)構(gòu)的制造過程中毛細力一般被認為是一種有害的作用力,因為它經(jīng)常導致微納結(jié)構(gòu)的變形或破壞。從另一個角度講,毛細力可以作為一種驅(qū)動力來制備特殊的復雜結(jié)構(gòu)。該研究提出一種激光打印結(jié)合毛細力驅(qū)動自組裝的方法,用以加工規(guī)則周期結(jié)構(gòu)。首先,利用飛秒激光加工出高一致性微柱陣列,然后利用顯影過程中的毛細力實現(xiàn)多級結(jié)構(gòu)的組裝。在制備過程中,微柱陣列的空間分布、微柱的幾何特征以及力學特性均可自由調(diào)控,從而可得到多樣化的自組裝結(jié)構(gòu)。該技術(shù)利用對尺度的控制可以實現(xiàn)液體驅(qū)動結(jié)構(gòu)對微物體進行選擇性捕獲,利用組裝過程的可逆性可以實現(xiàn)對微物體的釋放。該方法過程簡單易控,且成品率高。

這種飛秒激光加工與液體表面張力相結(jié)合的新型制造方式綠色環(huán)保,為多尺度仿生結(jié)構(gòu)的制備提供了一種重要的途徑。同時也為微納米尺度下粒子的篩選、捕獲和轉(zhuǎn)移提供了一種新穎的技術(shù)手段,有望在分析化學、藥物輸運及釋放、細胞生物學以及微流體工程等領(lǐng)域得到應用。審稿人指出:“(該工作)展示了一個加工三維周期結(jié)構(gòu)的非常有趣的方式”,“呈現(xiàn)了一系列很好的結(jié)果” ,“是對毛細力的一個很有意思的應用。”

  上述研究受到了國家自然科學基金和國家重點基礎研究發(fā)展計劃(“973”計劃)的資助。

飛秒激光微納米加工結(jié)合毛細力自組裝制備多樣化微結(jié)構(gòu)

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飛秒激光激光微納打印激光技術(shù)
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