微纳加工技术研究取得新进展:利用飞秒激光微纳打印和可控毛细力驱动制备复杂微结构

  我系微纳米工程研究室团队及其合作伙伴,利用飞秒激光微纳米打印结合可控的▓毛细力驱动技术,实现了多样化组装体的▓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。该成果于5月18日以“Laser printing hierarchical structures with the aid of controlled capillary-driven self-assembly”为题在线发表于《美国科学院院刊》 (PNAS)。  

 在微纳结构的▓制造过程中毛细力一般被认为是□□一种有害的▓作用力,因为它经常导致微纳结构的▓变形或破坏。从另一个角度讲,毛细力可以作为一种驱动力来制备特殊的▓复杂结构。本研究提出一种激光打印结合毛细力驱动自组装的▓方法,用以加工规则周期结构。首先,利用飞秒激光加工出高一致性微柱阵列,然后利用显影过程中的▓毛细力实现多级结构的▓组装。在制备过程中,微柱阵列的▓空间分布、微柱的▓几何特征以及力学特性均可自由调控,从而可得到多样化的▓自组装结构。该技术利用对尺度的▓控制可以实现液体驱动结构对微物体进行选择性捕获,利用组装过程的▓可逆性可以实现对微物体的▓释放。该方法过程简单易控,且成品率高。审稿人指出:“(该工作)展示了一个加工三维周期结构的▓非常有趣的▓方式”,“呈现了一系列很好的▓结果” ,“是□□对毛细力的▓一个很有意思的▓应用。”  
 这种飞秒激光加工与液体表面张力相结合的▓新型制造方式绿色环保,为多尺度仿生结构的▓制备提供了一种重要的▓途径。同时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,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。 
 
图. 飞秒激光微纳米加工结合毛细力自组装制备多样化微结构 
 
 我系胡衍雷博士是□□论文第一编辑,我校是□□第一编辑单位。该项研究受到了国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划(973计划)的▓资助。 
 附论文链接:http://www.pnas.org/content/early/2015/05/14/1503861112.abstract

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