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纳米人 纳米人 2022-12-01
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通讯作者:G. Zabow
通讯单位:美国国家标准与技术研究院

研究背景
对材料表面构筑微图案能够提高微电路到超材料各种领域的功能性。目前的传统光刻技术无法对非平面表面进行图案化,而是需要通过转移的方式将事先在平面材料上构筑的微结构转移到非平面基底,而且只能对曲率非常有限的非平面基底进行图案化。

成果简介
有鉴于此,美国国家标准与技术研究院(NIST)G. Zabow报道通过能够在固态-液态之间转变的可回流(reflowable)材料,通过自由拉伸形成纳米尺度的曲率半径以及随机性的复杂拓扑结构。这种回流转移工艺有助于促进微打印技术,将高精度的平面光刻拓展至非平面基底和微结构。

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图1. 使用可回流材料印刷的过程示意图。

这种方法中使用糖和玉米浆的混合物作为转移膜材料,其中加入的玉米浆能够避免糖浆固化,而且这种混合物能够调节转移基底的性质。通过简单的加热进行转移,而且糖容易溶解于水的方式去除。作者通过实验验证了这种方式能够转移到垂直的侧壁上、尖锐的边缘、单个头发丝的表面。这种回流转移工艺通过能够在固体-液体之间随意变化的热回流材料,结合了干法、湿法转移的优点并且克服了缺点,从而能够修饰在多种多样的基底上,而且能够放置在精确的位置,在三维基底上进行共型打印。

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图2. 可扩展结构的共形转移。

通过温和的水处理过程,这种回流转移能够用于多种多样的材料,能够在金属、塑料、纸张、玻璃、聚乙烯、半导体、弹性体、凝胶、生物表面上构筑微结构。

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图3. 微图案化胶体。

参考文献:
G. Zabow*, Reflow transfer for conformal three-dimensional microprinting, Science, 2022, 378(6622), 894-898
DOI: 10.1126/science.add7023
https://www.science.org/doi/10.1126/science.add7023

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