【綜述】微結構可控材料的製備策略綜述

2021-03-01 X-MOL資訊

微結構可控材料憑藉單元結構的尺寸、幾何構型、排列方式獲得不同於宏觀材料的優異性質，在微納功能器件、超材料、浸潤性表面等領域得到廣泛應用。同時，這些特殊性質僅需改變組成單元的結構參數即可實現，無需額外改變材料性質，因而微結構可控材料需要先進位備方法的支撐。

微結構可控材料的特異性質來源於微結構的尺寸效應、周期性結構設計、分級結構設計以及響應性結構設計，其對於製備精度、三維結構成型、製備效率都提出嚴格要求。東南大學顧忠澤教授團隊受邀在Advanced Functional Materials 上發表題為「Controlled Microstructural Architectures Based on Smart Fabrication Strategies」的文章。該綜述文章圍繞微結構可控材料的製備問題，從「自下而上」和「自上而下」兩個角度展開，分別總結了膠體晶體自組裝和雙光子聚合技術的最新進展及其對未來微結構可控材料的影響。

膠體晶體自組裝技術憑藉著成本低廉和大規模批量製備的優勢，在周期性結構和分級結構的製備中發揮著重要作用。近年來新發展的「可控組裝」和「可控腐蝕」兩種途徑，進一步提高了自組裝微結構的整體形貌和內部結構。然而，單個組成單元的形貌限制使得自組裝方法難以應對複雜結構的製備，外界環境的幹擾也使得組裝過程中容易出現缺陷。

作為一種高精度增材製造方法，雙光子聚合技術具有亞微米級的列印精度和三維直寫加工的能力。得益於納米光子學在超分辨成像、自適應光學、光束整形方面的最新進展，雙光子聚合技術在加工精度、加工質量以及加工效率方面得到顯著提高。尤其雙光子吸收效應同樣可以引發金屬離子的還原成型，使得適用於飛秒雷射增材製造的材料從聚合物拓展至金屬材料。

這一成果近期發表在Advanced Functional Materials 上，文章的第一作者是東南大學博士後丁海波，通訊作者為東南大學顧忠澤教授和上海理工大學顧敏院士。相關工作得到了國家重點研發計劃、高等學校學科創新引智計劃和博士後創新人才支持計劃的資助。

原文（掃描或長按二維碼，識別後直達原文頁面）：

Controlled Microstructural Architectures Based on Smart Fabrication Strategies

Haibo Ding, Qiming Zhang, Hongcheng Gu, Xiaojiang Liu, Litao Sun, Min Gu, Zhongze Gu

Adv. Funct. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adfm.201901760

導師介紹

顧忠澤

https://www.x-mol.com/university/faculty/45903


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