3D微纳米组装技术实现多材料制造突破

斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所（MPI-IS）与新加坡国立大学（NUS）的研究团队近期开发出一种新型3D微纳米组装技术，突破了传统工艺在材料选择上的限制。过去，制造小于头发宽度的组件主要依赖双光子聚合（2PP）技术，材料局限于聚合物等少数类型。这项新进展使得3D微纳米制造能够应用于金属、金属氧化物、碳材料和半导体等多种物质，为医学、工程学及机器人学等领域带来更广泛的可能性。

该3D微纳米组装技术的核心在于定向利用光流体相互作用，即通过光驱动流动来控制微米或纳米粒子的排列。研究人员使用飞秒激光加热液体中的特定点，诱导热梯度形成流体流动，从而将粒子聚集并引导至模具中。发表在《自然》杂志上的论文合著者、新加坡国立大学助理教授张明超表示：“这样我们可以将不同微米或纳米粒子的3D排列引导到模具中。”这种3D微纳米组装方法允许制造立方体、球体等多种形状的微型结构。

在实际应用中，激光指向微模具的开口，粒子穿过缝隙并在内部扩散，形成所需的三维结构。移除模具后，即可获得独立的微型组件，类似于传统铸造工艺。这一3D微纳米组装技术的突破，不仅扩展了材料范围，还提升了制造的灵活性和精度，有望推动微纳米技术在科研和工业中的进一步应用。