“光流”3D微纳制造可用多种材料 为开发微型机器人提供新路径

技术突破 - 德国马克斯·普朗克智能系统研究所与新加坡国立大学科学家开发出一种利用光流体效应进行3D微纳制造的新技术[1] - 该技术核心在于利用飞秒激光精准操控光流体效应,在液体中引导纳米或微米级颗粒进行3D自组装[1] - 技术通过激光在悬浮粒子溶液中形成“热点”引发局部热梯度,驱动流体产生定向流动(“光流”),将粒子推入预设的微模具中[1] 工艺与材料创新 - 新技术突破了传统双光子聚合(2PP)技术几乎只能加工聚合物的材料限制[1] - 新技术可灵活使用金属、金属氧化物、碳材料乃至半导体等多种材料,实现了“万物皆可雕”[1] - 制造过程中,粒子随光流穿过模具缝隙,在模腔中层层堆积成所需形状,模具可设计为立方体、球体甚至复杂曲面结构[2] - 组装完成后,去除聚合物模具,留下完全由目标材料构成的独立微结构[2] 应用与验证 - 该技术为制造微型机器人提供了新路径[1] - 团队成功制造出可在狭窄通道中按尺寸分离颗粒的微型过滤阀[2] - 团队制造出由多种材料集成的微型机器人,既能被光驱动前行,也可在外加磁场下变换运动模式[2] - 所有结构依靠范德华力牢固结合,表现出优异的机械稳定性和自支撑能力[2] 行业前景 - 3D微纳制造能造出比人类发丝还细的精密结构,在医疗、机器人、微电子等领域具有广阔前景[1] - 此项“光流组装”技术打开了通往多功能微系统的大门[2] - 未来技术有望应用于开发智能药物递送、体内微型手术机器人、高密度微传感器等前沿领域[2]