我国微纳加工技术获突破有望开辟“微尺度仿生器件”新路

壁虎能够爬墙，是因为脚掌上的微纤毛与墙壁之间产生了很强的黏附力；孔雀羽毛五彩斑斓，是因为羽毛表面的微纤毛反射不同波长的自然光……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。

记者从中国科学技术大学获悉，该校一项最新研究成果有望解决这一难题。该校工程科学学院微纳加工研究团队及其合作者，近期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》5月18日在线发表了这一成果。

众所周知，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，如绚烂的颜色、可控的粘附和脱附性能，以及对水的亲疏性能等等。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。

“比如猫头鹰飞起来一点声音都没有，这与其羽毛的微纳结构有关，因为不同的结构对声音有不同的影响。如果我们能够制备出类似猫头鹰羽毛的仿生结构来，就可以有效地实现噪声控制。”中科大博士、论文第一作者胡衍雷介绍说。

然而，现有的微纳米加工手段，包括紫外光刻、电子束刻蚀、离子束刻蚀等在内，在结构灵活性、加工效率、成品率，特别是可控性方面，都存在较大缺陷，极大地限制了仿生多级功能结构制备技术的发展。

中科大研究团队提出一种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，可以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。

“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的途径，也为微纳米尺度下粒子的筛选、捕获和转移提供了一种新颖的技术手段。”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、细胞生物学以及微流体工程等领域得到应用。据新华社

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