科學家用“電噴”打印打出三維超精細結構

　　據物理學家組織網近日報道，一個來自美國伊利諾斯大學厄本納-香檳分校、芝加哥大學、韓國漢陽大學等的科研小組開發出一種制作納米結構的新方法，將 “從上到下”的噴墨打印和“從下到上”的自組裝技術結合在一起，以一種“電噴”打印方式自動形成三維的超精細結構，所造出的納米材料可用在半導體和磁存儲工業中。相關論文發表在9月出版的《自然·納米技術》上。

　　用聚合物、DNA、蛋白質及其他“軟”材料制造納米結構，在新型電子工業、診斷設備和化學傳感器中有很大潛力。但這些材料大部分都與光刻平印類的技術不相容，平印是集成電路的傳統工藝。研究小組利用一種自組裝材料——嵌段共聚物改進了傳統光照平印工藝，使其也能用于“軟”材料領域。

　　研究小組在比利時的微電子研究中心(imec)制作出一種拓撲兼化學的花紋，分辨率達到100到200納米。然后返回伊利諾斯大學，以化學花紋為模板在上面沉積嵌段共聚物。共聚物就在模板的引導下自行組裝，形成了比模板花紋分辨率更高的花紋。

　　這種局部沉積嵌段共聚物的噴墨打印技術稱為電流動態打印或電噴打印，操作起來更像辦公室用的噴墨打印機。論文第一作者、伊利諾斯大學博士后瑟達·昂塞斯說，電噴打印能很自然地控制液體墨水，因此也能很好地控制納米管、納米晶體、納米線及其他納米材料的懸浮液花紋。“它不僅是一種特殊的高分辨率噴墨打印機，其理念是從噴嘴噴出原料流，打印幾百納米的花紋結構。”

　　芝加哥大學分子工程研究所的保羅·尼萊說：“這一過程是利用噴墨打印技術，在基底上以高分辨率沉積不同的嵌段共聚物膠膜，因此非常適合用于設備的設計與制造上，能在一層上造出不同的維度結構。各維度的花紋可以相同，也可以不同，由各范圍里的模板引導精確組裝。”

　　研究人員指出，打印出的納米結構的分辨率還能進一步提高到15納米。伊利諾斯大學材料科學與工程教授約翰·羅杰斯說，新技術可以用來制作納米材料的圖案結構，并與現實設備結合起來。