科學家找到一種簡單、高效的3D製造技術獲取仿生多層結構
材料牛註:從荷葉到自清潔材料,仿生材料給人們的生活帶來了許多便利;大自然的鬼斧神工啟示著一代又一代的科學家。那麼怎樣才能做出仿生材料呢?有哪些技術突破呢?今天就為大家介紹一種獲取3D結構的方法。
飛蛾的眼睛具有抗反射的能力,通過在掃描電子顯微鏡下觀察,科學家們發現飛蛾的眼睛實際上是一種周期性的三維結構,這啟發了科學家可以仿造飛蛾的眼睛結構來生產吸光率高的材料。但是目前大多數的技術過程複雜、生產周期長、生產效率低,很難用於工業生產。我國長春科技大學的研究員們改進了激光干涉刻蝕技術,可以快速、高效地製作三維的結構。
通過調整入射激光的參數,研究員們可以在硅基片上刻蝕出需要的3D結構,而參數的調節依靠於計算機模擬。例如在一次實驗中,為了獲得沿著一維方向延伸的、表面是正弦曲線的凹槽,研究員們將硅基片放在設備中,使用三束激光對基片刻蝕,實驗的結果是:儘管凹槽是一種三維的空間結構,但是其伸展方向是一維的,就像是一條馬路在空中看是一條直線,但是其表面是一種三維的結構。如果想獲得在二維空間伸展的結構,只需要將基片沿著水平面旋轉90度。
激光刻蝕技術可以在超過一平方米的基片上製作出連續的微米級、納米級圖案。而傳統的電子刻蝕技術既耗時,效果又不好。並且,激光刻蝕技術並不需要在基體表面覆蓋保護膜,一步到位。這一技術可以用於製作光學、醫學儀器,例如:太陽能電池、抗反射薄膜、自清潔薄膜、抗菌表面和人造關節。目前,研究員們正努力製作一種功能薄膜,希望這種功能薄膜可以調節表面濕度、黏附性、反射性能。
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