中新社合肥5月20日電 (蔣家平 吳蘭)記者20日從中科大獲悉，該校科研團(tuán)隊(duì)在微納加工技術(shù)研究方面獲新進(jìn)展，有望突破微納米尺度仿生功能器件制備的瓶頸。
壁虎能夠爬墻是因?yàn)槟_掌上的微纖毛與墻壁接觸時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的黏附力，孔雀羽毛五彩斑斕是因?yàn)橛鹈砻娌煌奈⒗w毛反射不同波長的自然光而成……然而，由于現(xiàn)有微納米加工手段的缺陷，人類至今還很難有效制備出如此微小尺度的仿生功能結(jié)構(gòu)和器件。
不過，中科大的一項(xiàng)最新研究成果則有望解決這一難題。
近日，該校工程科學(xué)學(xué)院微納加工研究團(tuán)隊(duì)及其合作者，利用飛秒激光微納米打印結(jié)合可控的毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多種類型的微納米尺度組裝體的可控制備，并將其成功應(yīng)用于微小物體的選擇性捕獲和釋放。國際著名學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》18日在線發(fā)表了這一成果。
自然界中廣泛存在著以微纖毛或其他絲狀結(jié)構(gòu)為基本單元的組裝體，這些組裝結(jié)構(gòu)賦予了生物體以多種多樣的功能，如絢爛的顏色、可控的粘附和脫附性能，以及對水的親疏性能等等。通過這些微納米結(jié)構(gòu)的高效可控制造，可以幫助人們發(fā)展新型的仿生功能結(jié)構(gòu)與器件。
“比如貓頭鷹飛起來一點(diǎn)聲音都沒有，這與其羽毛的微納結(jié)構(gòu)有關(guān)，因?yàn)椴煌慕Y(jié)構(gòu)對聲音有不同的影響。如果能夠制備出類似貓頭鷹羽毛的仿生結(jié)構(gòu)來，就可以有效地實(shí)現(xiàn)噪聲控制?！闭撐牡谝蛔髡吆芾撞┦拷榻B說。
然而，現(xiàn)有的微納米加工手段，包括紫外光刻、電子束刻蝕、離子束刻蝕等在內(nèi)，在結(jié)構(gòu)靈活性、加工效率、成品率，特別是可控性方面，都存在較大缺陷，極大地限制了仿生多級功能結(jié)構(gòu)制備技術(shù)的發(fā)展。
中科大研究團(tuán)隊(duì)提出一種激光打印結(jié)合毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)自組裝的方法，在高分子材料中制備出一系列結(jié)構(gòu)尺寸、力學(xué)常數(shù)和空間分布高度可控且一致性極高的微纖毛陣列，并通過人為控制液體與這些微納結(jié)構(gòu)之間的表面張力，可以高精度自由調(diào)控這些微纖毛陣列，從而實(shí)現(xiàn)制備大面積多級結(jié)構(gòu)自組裝的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對微物體進(jìn)行選擇性捕獲或釋放。
“這一技術(shù)為在微納米尺度上制備仿生功能結(jié)構(gòu)或器件提供了重要的途徑，也為微納米尺度下粒子的篩選、捕獲和轉(zhuǎn)移提供了一種新穎的技術(shù)手段?！焙芾妆硎?，這種制造方式過程簡單易控，成品率高，且綠色環(huán)保，有望在分析化學(xué)、藥物輸運(yùn)及釋放、細(xì)胞生物學(xué)以及微流體工程等領(lǐng)域得到應(yīng)用。(完)