高度受控的三維結構納米材料製備

美國麻省理工學院提出了採用金屬、半導體、生物納米材料直接組裝三維結構的方法。

二維納米材料製造技術是在襯底平面上按設計圖案沉積材料，類似的，三維納米材料製造技術是在三維支架中按設計結構沉積材料。然而這種三維支架要同時滿足多孔性以通過材料溶劑，以及緻密性以容納安置材料，並以受控方式收縮、乾燥，目前還難以同時實現。為此，研究人員利用丙烯酸酯水凝膠內熒光素與水凝膠的雙光子激發反應，將攜帶反應基團的熒光素分子在雙光子顯微鏡監視下，按設定的圖案附著到膨脹的凝膠上，然後去除熒光素溶液，使用可發生綴合反應的材料對沉積的凝膠進行官能化，最後使用酸或二價陽離子使凝膠、支架在每個維度上收縮到1/20~1/10，脫水後獲得納米級三維結構材料。

凝膠可容納各種親水試劑，如小分子、生物分子、半導體納米顆粒、金屬納米顆粒，控制激發光子的功率，可以調節沉積材料的密度。

利用這種方法可以創造各種納米三維結構材料，在光學、醫學、納米電子設備或機器人等種領域具有廣泛應用前景。

（藍海星）

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