科技日报北京2月1日电（记者刘霞）据新一期《自然》杂志刊发的研究，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携手，开发出一种利用光流体效应进行3D微纳制造的新技术。该技术不再局限于传统的聚合物，而是可灵活使用金属、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”，为制造微型机器人提供了新路径。
由二氧化硅纳米颗粒组装而成的牛角面包形三维微结构，呈现复杂曲面与悬空形态（扫描电子显微镜图像）。图片来源：德国马克斯·普朗克智能系统研究所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。目前主流技术是双光子聚合（2PP），可用于制作结构复杂的微型雕塑，如埃菲尔铁塔或泰姬陵模型。但这一方法长期受限于材料种类——几乎只能加工聚合物，严重制约了功能器件的发展。
最新研究有望彻底突破这一瓶颈。其核心创新在于，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。当激光聚焦于悬浮粒子溶液中某一点时，会瞬间加热形成“热点”，引发局部热梯度，驱动周围流体产生定向流动——这种“光流”就像无形之手，将粒子推入预设的微模具中。
这种微模具如同一个微型“蛋糕模”，侧面设有小口。粒子随流而动，穿过缝隙，精准落入模腔，层层堆积成所需形状。模具可设计为立方体、球体，甚至牛角面包等复杂曲面结构，自由度极高。组装完成后，通过后处理去除聚合物模具，便留下一个完全由目标材料构成的独立微结构。
团队形象地表示，过去科学家们只有一种“建模黏土”，现在则拥有了一整套工具箱。
为验证技术潜力，团队成功制造出多种功能性微型装置。例如可在狭窄通道中按尺寸分离颗粒的微型过滤阀；由多种材料集成的微型机器人，它们既能被光驱动前行，也可在外加磁场下变换运动模式，展现出高度的多功能性。
所有结构均表现出优异的机械稳定性。尽管颗粒间无化学键连接，但依靠强大的范德华力，它们仍能牢固结合，实现自支撑。
团队表示，这项“光流组装”技术不仅克服了传统3D打印的材料限制，更打开了通往多功能微系统的大门。未来，它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。
2019年，我国新能源汽车产销量刚刚迈过100万辆的关口不久，当时市场渗透率约为5%。之后的5年时间，我国新能源汽车的发展 12月13至14日，在教育部、陕西省人民政府的支持下，由教育部学校规划建设发展中心主办，陕西省教育厅、西安建筑科技大学、绿 编者按 世界在变，变化中不断积蓄着突破的力量。局势纵横看似山重水复，历史规律昭示未来终将柳暗花明。2023年与我们挥 近日，日本新潟大学等机构参与的一个国际研究团队报告，他们利用载人潜水器调查了日本海沟，在海底发现了2011年日本“ 近日，记者从北京大学获悉，为进一步服务国家战略，充分凝聚学科优势力量，加强临床医学学科顶层设计以及医教研统筹力量，推动世 据微信公众号“厦门大学管理学院”发布的讣告，中共党员、厦门大学退休干部，管理学院原院长沈艺峰教授于 2024年1月2日上午 。本文链接：“光流”3D微纳制造可用多种材料http://www.sushuapos.com/show-11-31391-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 新型光学腔体实现原子级高效光操控
下一篇： 何梁何利基金2025年度获奖名单公布