3D打印，已經(jīng)徹底改變了電子、光學(xué)、能源、機(jī)器人、生物工程和傳感等領(lǐng)域的制造工藝。

縮小尺寸的3D打印技術(shù)，將使利用微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)特性的應(yīng)用化為可能。然而，現(xiàn)有的金屬3D納米打印技術(shù)需要聚合物-金屬混合物、金屬鹽或流變性油墨，這限制了材料的選擇和*終結(jié)構(gòu)的純度。

而氣溶膠光刻技術(shù)（Aerosollithography），以前雖然曾被用于在預(yù)先模壓的襯底上并組裝出了高純度的3D金屬納米結(jié)構(gòu)陣列，其打印出來(lái)的幾何形狀卻是非常有限的。

研究人員們介紹了一種直接3D打印金屬納米結(jié)構(gòu)陣列的技術(shù)，這種金屬納米結(jié)構(gòu)具有靈活的幾何形狀和特征大小，可達(dá)數(shù)百納米，并且可廣泛使用各種材料。

這一打印過(guò)程發(fā)生在干燥的空氣環(huán)境中，不需要聚合物或油墨。相反，離子和帶電荷的氣溶膠粒子被引導(dǎo)到一個(gè)包含一組空穴的介電掩膜上，這些空穴漂浮在偏置硅襯底上。

這些離子聚集在每個(gè)洞周圍，產(chǎn)生靜電透鏡（electrostaticlenses），將帶電的氣溶膠粒子聚焦成納米級(jí)噴射。這些射流由在含孔掩模下形成的聚合電場(chǎng)線引導(dǎo)，其作用類似于傳統(tǒng)3D打印機(jī)的噴嘴，使氣溶膠顆粒能夠3D打印到硅基板上。

通過(guò)在打印過(guò)程中移動(dòng)襯底，他們成功地打印出了各種3D結(jié)構(gòu)，包括螺旋、懸垂的納米管、圓環(huán)結(jié)構(gòu)和字母。實(shí)驗(yàn)中，可打印結(jié)構(gòu)的寬度要比孔的尺寸小得多，可以通過(guò)在3D空間中平移納米臺(tái)來(lái)操縱要打印物體的結(jié)構(gòu)。

此外，為了展示這一技術(shù)的潛在應(yīng)用，研究人員們打印了一組與磁場(chǎng)相互作用的垂直裂環(huán)諧振器結(jié)構(gòu)。*定向生長(zhǎng)和表面刻寫(xiě)的結(jié)合產(chǎn)生了間隔為9.2μm的垂直SRR陣列。垂直SRR的激發(fā)，稱為磁共振，通過(guò)反射光譜測(cè)量和模擬得到證實(shí)。

與其他3D打印方法相結(jié)合，研究人員們希望3D-納米打印技術(shù)能夠在納米制造方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。近期，他們的研究成果以“Three-dimensionalnanoprintingviachargedaerosoljets”為題，發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03353-1

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