微纳仿生器件可望应用

时间:2015-6-18, 来源:互联网, 资讯类别:行业知识

壁虎能够爬墙是因为脚掌上的微纤毛与墙壁接触时产生了很强的黏附力,孔雀羽毛五彩斑斓是因为羽毛表面不同的微纤毛反射不同波长的自然光而成……自然界中广泛存在着以微纤毛或其他丝状结构为基本单元的组装体,这些组装结构赋予了生物体以多种多样的功能。通过这些微纳米结构的高效可控制造,可以帮助人们发展新型的仿生功能结构与器件。

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。现有的微纳米加工手段,包括紫外光刻、电子束刻蚀等在内,在结构灵活性、成品率,特别是可控性方面,都存在较大缺陷。

中国科学技术大学的一项最新研究成果则有望解决这一难题。近日,该校工程科学学院微纳加工研究团队及其合作者,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。国际著名学术期刊《美国科学院院刊》近日发表了这一成果。

研究团队提出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结构之间的表面张力,可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。

论文第一作者胡衍雷介绍说:“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途径,也为微纳米尺度下粒子的筛选、捕获和转移提供了新颖的技术手段。”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、细胞生物学等领域得到应用。

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