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微納米加工技術研究獲新進展

2019年05月31日 栏目:法律

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  壁虎能爬墙是因为脚掌微纤毛与墙壁接触时产生的黏附力,孔雀羽毛五彩斑斓是因为表面不同的微纤毛反射不同波长的自然光……然而,由于现有微纳米加工手段的缺陷,人类至今还很难有效制备出如此微小尺度的仿生功能结构和器件。中国科学技术大学研究团队利用飞秒激光微纳米打印结合可控的毛细力驱动技术,实现了多种类型的微纳米尺度组装体的可控制备,并将其成功应用于微小物体的选择性捕获和释放,有望突破微纳米尺度仿生功能器件制备的瓶颈。

  自然界中廣泛存在著以微纖毛或其他絲狀結構為基本單元的組裝體,這些組裝結構賦予了生物體多種多樣的功能。通過這些微納米結構的高效可控制造,可以幫助人們發展新型的仿生功能結構與器件。“比如貓頭鷹飛起來一點聲音都沒有,這與其羽毛的微納米結構有關,因為不同的結構對聲音有不同的影響。如果我們能夠制備出類似貓頭鷹羽毛的仿生結構來,就可以有效地實現噪聲控制。”論文作者胡衍雷介紹說。

  中国科大研究团队提出一种激光打印结合毛细力驱动自组装的方法,在高分子材料中制备出一系列结构尺寸、力学常数和空间分布高度可控且一致性极高的微纤毛阵列,并通过人为控制液体与这些微纳米结构之间的表面张力,可以高精度自由调控这些微纤毛阵列,从而实现制备大面积多级结构自组装的目的,同时实现对微物体进行选择性捕获或释放。

  “这一技术为在微纳米尺度上制备仿生功能结构或器件提供了重要的途径,也为微纳米尺度下粒子的筛选、捕获和转移提供了一种新颖的技术手段。”胡衍雷表示,这种制造方式过程简单易控,成品率高,且绿色环保,有望在分析化学、药物输运及释放、细胞生物学以及微流体工程等领域得到应用。

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