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作者，我校是第一作者单位。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。
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