“光流”3D微纳制作可用多种资料

  科技日报北京2月1日电（记者刘霞）据新一期《天然》杂志刊发的研讨，德国马克斯普朗克智能体系研讨所与新加坡国立大学科学家携手，开宣布一种运用光流体效应进行3D微纳制作的新技能。该技能不再局限于传统的聚合物，而是可灵敏运用金属、金属氧化物、碳资料乃至半导体等多种资料，完成了“万物皆可雕”，为制作微型机器人供给了新途径。

  3D微纳制作能造出比人类发丝还细的精细结构，在医疗、机器人、微电子等范畴具有宽广远景。现在干流技能是双光子聚合（2PP），可用于制作结构较为杂乱的微型雕塑，如埃菲尔铁塔或泰姬陵模型。但这一办法长时间受限于资料品种——简直只能加工聚合物，严峻约束了功用器材的开展。

  最新研讨有望完全打破这一瓶颈。其中心立异在于，运用飞秒激光精准控制光流体效应，在液体中引导纳米或微米级颗粒进行3D自拼装。当激光聚集于悬浮粒子溶液中某一点时，会瞬间加热构成“热门”，引发部分热梯度，驱动周围流体发生定向活动——这种“光流”就像无形之手，将粒子推入预设的微模具中。

  这种微模具好像一个微型“蛋糕模”，旁边面设有小口。粒子随流而动，穿过缝隙，精准落入模腔，层层堆积成所需形状。模具可规划为立方体、球体，乃至牛角面包等杂乱曲面结构，自由度极高。拼装完成后，经过后处理去除聚合物模具，便留下一个完全由方针资料构成的独立微结构。

  团队形象地表明，曩昔科学家们只要一种“建模黏土”，现在则具有了一整套工具箱。

  为验证技能潜力，团队成功制作出多种功用性微型设备。例如可在狭隘通道中按尺度别离颗粒的微型过滤阀；由多种资料集成的微型机器人，它们既能被光驱动前行，也可在外加磁场下改换运动形式，展现出高度的多功用性。

  一切结构均表现出优异的机械稳定性。虽然颗粒间无化学键衔接，但依托强壮的范德华力，它们仍能结实结合，完成自支撑。

  团队表明，这项“光流拼装”技能不只克服了传统3D打印的资料约束，更打开了通往多功用微体系的大门。未来，它有望应用于开发智能药物投递、体内微型手术机器人、高密度微传感器等前沿范畴。

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  文献清单：“3D打印/增材制作”方向 （总述文章） MDPI Coatings