先丰金、银纳米颗粒等产品亮相国际顶刊Science!

发布时间: 2023-02-13

自组装是材料的基本单元 (分子、纳米颗粒等) 在特定驱动力引导和位点选择性限域下装配成有序结构的过程,在纳米化学中已具备丰富的调控机理。但因化学合成缺少按需设计组装产物形状的手段,组装任意三维纳米结构仍是顶级难题。

2022年12月22日,顶刊Science报道了先丰客户香港中文大学韩飞博士后的工作,他们利用水凝胶内的氢键作为诱导组装的驱动力,并通过激光在胶内的曝光确定图案形状;在曝光区域,高峰值能量的激光通过光电离效应部分破坏胶骨架,形成新的孔径可控的水凝胶网格结构,可通过空间位阻这一动力学效应选择性捕获尺寸匹配的纳米颗粒,将其组装为预定的图案。

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由于所有可分散于水中的材料都具有成氢键的能力,并且尺寸是所有纳米颗粒都具备的内在性质,该方法开创了微纳加工中最好的材料普适性,可加工金属、陶瓷、上转换材料、二维材料、半导体、钻石、生物材料,甚至墨水等20余种不同材料,并且可保持材料原有的性质 (导电性、光致发光、介电性质等)。由于水凝胶可收缩的特性,结合对纳米颗粒的表面化学修饰,该方法可轻易突破衍射极限,以20-30 nm的精度制造复杂3D结构。

该项研究首次将纳米化学中的动力学调控手段用于3D微纳加工领域,同时攻克了材料多样性和加工精度的难题,为复杂纳米器件的设计提供了全新的可能性。

该项工作中,使用到的先丰的产品有Ag纳米颗粒(5nm,10-20nm,20nm)、Au 纳米颗粒(5nm,10-20nm,20nm)、TiO2 纳米颗粒 15 nm、硫量子点。

文章题目:Fei Han et al. Three-dimensional nanofabrication via ultrafastlaser patterning and kinetically regulatedmaterial assembly .science,378, 1325–1331 (2022).

链接:DOI:10.1126/science.abm8420.