과학자들은 고급 표면 제어를 위해 나노 주름이 내장된-3D 인쇄 구조를 생산합니다.
중국 우한 - 화중 과학 기술 대학교 연구팀은 표면에 나노 크기의 주름 패턴을 전달하는 3차원-차원 미세-구조를 제작하기 위한 새로운 레이저-기반 3D-프린팅 접근 방식을 개발하여 고기능성 표면을 위한 새로운 길을 열었습니다.-
해당 연구에서 팀은 펨토초 레이저를 사용하여 광중합 중 응력 불일치로 인해 나노 주름을 자발적으로 형성하는 폴리머 마이크로{0}}복셀을 생성하는 "레이저 직접 조립" 방법을 보고했습니다.
이 기술의 주요 특징은 다음과 같습니다.
A 단일-재료, 단일{1}}단계 프로세스: 별도의 템플릿 작성 또는 주름 형성 후 단계가 필요 없이 전체 미세 구조-주름-이 단일 레이저-기록 패스로 형성됩니다.
높은 공간 해상도 및 기하학적 자유도: 이 방법을 사용하면 표면 전체에 프로그래밍된 주름 패턴(계층적 또는 패턴화된 주름 포함)을 사용하여 사용자가 설계한 3D 아키텍처를{0}제작할 수 있습니다.
수십 나노미터까지 주름 파장 제어: 저자는 레이저 및 재료 매개변수를 제어하여 주름 파장을 조정할 수 있음(~40nm 미만)을 보여줍니다.
광범위한 적용 가능성: 인쇄 중에 주름이 형성되므로 결과 아키텍처는 거시적{0}}형상 디자인과 나노 규모의 표면 질감을 한 단계로 결합할 수 있습니다.{1}}이는 표면적, 가벼운-물질 상호 작용 또는 습윤 거동이 중요한 광학, 감지, 미세{2}}유체 및 기계 장치 분야의 응용 분야에 적합합니다.
연구팀은 구조적 복잡성과 표면 질감 제어를 모두 입증하여 미세 벽돌, 격자 배열 및 나노 주름으로 덮인 예술적 모양(예: 미세{1}}대학 엠블럼)을 인쇄하여 기능을 시연했습니다.
저자에 따르면, 주요 혁신은 마이크로{0}}아키텍처의 적층 가공과 -나노구조화-를 통합 프로세스에서 3D 프린팅과 나노스케일 패터닝을 효과적으로 병합하는 결합에 있습니다. 이는 일반적으로 별도의 리소그래피 또는 자체 주름 단계가 필요한 기능성 표면의 제조를 크게 단순화할 수 있습니다.
이 작업의 잠재적인 의미에는 마이크로 장치의 성능 향상(예: 향상된 표면적 또는 향상된 광 산란을 통해), 마이크로{0}}로봇공학 또는 생체의학 스캐폴드(표면 질감이 세포 동작에 영향을 미치는 경우)의 기능 향상, 메타물질 또는 광자 아키텍처의 새로운 설계 자유가 포함됩니다.
저자는 그들의 전략이 "거의 임의적인 나노 주름 구조를 구축하기 위한 보편적인 프로토콜을 제공"하고 "마이크로/나노 적층 제조의 새로운 패러다임을 촉진한다"고 결론지었습니다.
