飞秒激光加工多级微结构及自组装应用研究在ACS Nano上发表

  中科大微纳米工程实验室吴东教授课题组利用激光3D打印与自组装技术结合的方法实现了多级功能微结构的加工组装。该课题组使用飞秒激光加工的各向异性微柱在毛细力的驱动下组装为多级功能微结构。随后,形成的微结构被用于引导多种材料微粒子及微线的形成。研究成近日"Capillary Force Driven Self-Assembly of Anisotropic Hierarchical Structures Prepared byFemtosecond Laser 3D Printing and Their Applications in Crystallizing Microparticles "为题,在国际著名期刊 ACS nano(SCI一区,IF=12.88)上在线发表。

 
  广泛存在于自然界中的多级结构具有多种独特的功能,并由此启发了一系列从化学合成到生物操控的实践应用。然而传统的top-down加工方法在加工多层级微纳米结构时,要么依赖于繁复的工艺步骤,要么对复杂的结构束手无策。该课题组提出了一种新颖的、利用激光打印和毛细力驱动自组装相结合的3D微结构加工方法(laser printing capillary-assisted self-assembly, LPCS)。在本项工作中,飞秒激光打印形成的微柱被进一步设计为非圆截面,以形成各向异性的毛细力作为自组装的驱动力。使用这种bottom-up和top-down结合的加工方法获得的多级微结构的空间分布和形状都可以被方便地调控。随后,自组装形成的微结构被用于形貌诱导的溶液蒸发自组装,以获得空间位置、大小、分布灵活可控的微米级颗粒。该方法简单、方便,具有普适性和高度的灵活性,能同时被用于制备复杂的多级微结构和易溶/难溶、无机物/有机物的微米级颗粒,并有望进一步在生物载体、化学催化等诸多领域大展身手。

  中科大为本论文唯一通讯单位,精密机械与精密仪器系博士生劳召欣为第一作者。研究工作受到国家科技部、自然基金委、国家青年千人项目等的资助。

   论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b04914 
 
 

 

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