仅需几秒打印出微米级中国地图
<div style="color: black; text-align: left; margin-bottom: 10px;">
<div style="color: black; text-align: left; margin-bottom: 10px;"> <img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/473500020564b63671d3~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1721311466&x-signature=bsNzENbMDiIY4tF0fYQ9koyo35g%3D" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;"></div>
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<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">近期</span>,诺贝尔化学奖授予了在冷冻电镜技术<span style="color: black;">行业</span>有<span style="color: black;">明显</span>贡献的<span style="color: black;">专家</span>,让世界的目光再次聚焦于微观的世界。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">如今,在深圳,国人自主<span style="color: black;">开发</span>的微纳米设备,<span style="color: black;">亦</span>聚焦于微观世界,所生产的<span style="color: black;">制品</span>冲破国外垄断,运销欧洲和北美,<span style="color: black;">乃至</span>卖到了NASA(美国国家航空航天局)和常春藤高校等世界顶级<span style="color: black;">研究</span><span style="color: black;">公司</span>,其中的微纳米3D打印系统<span style="color: black;">不仅</span><span style="color: black;">能够</span>打印出有序<span style="color: black;">摆列</span>的人造细胞支架等微纳米级别的生物工程制品,<span style="color: black;">乃至</span><span style="color: black;">能够</span>打出纳米级别的电路,制备柔性电子器件,助力人们的医疗健康和<span style="color: black;">方便</span>生活。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">●南方日报记者 徐勉</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">神奇盒子用“墨水”打印微纳米级材料</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">把溶液<span style="color: black;">经过</span>微米级的喷嘴挤出,形成<span style="color: black;">少于</span>1μm-10μm(微米)直径的液滴,再<span style="color: black;">经过</span>电场力拉伸,在高精度3D运动平台的配合下,<span style="color: black;">能够</span>做出直径为0.01μm-1μm的点、线的<span style="color: black;">各样</span>组合,实现单根纳米纤维和单个量子点的有序沉积。这<span style="color: black;">便是</span>电流体动力3D打印机的工作原理。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">在深圳南山区科技园内,四五台<span style="color: black;">全世界</span>最先进的微纳米级别3D打印机正在紧锣密鼓地加工中,几天之后,这些设备将分别发往北京、波士顿、迪拜。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">论颜值,这几台<span style="color: black;">设备</span>并未给人眼前一亮的感觉,冰箱<span style="color: black;">体积</span>的黑匣子里<span style="color: black;">所有</span>镂空,内部仿佛一个微波炉,而在盒子的顶部和下端,则留出一根超微小针头和载物台。<span style="color: black;">不外</span>,“长相”普通的它们,“能耐”却并不普通。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“这台<span style="color: black;">设备</span>是中科院定制的,专门用于<span style="color: black;">她们</span>最新型的电子材料<span style="color: black;">科研</span>。”深圳通力微纳科技有限<span style="color: black;">机构</span>总工程师李春斌指着房间角落里一台<span style="color: black;">设备</span>告诉记者,这台黑色<span style="color: black;">设备</span>名为电流体动力3D打印机,工作原理是把溶液<span style="color: black;">经过</span>微米级的喷嘴挤出,形成<span style="color: black;">少于</span>1μm-10μm直径的液滴,再<span style="color: black;">经过</span>电场力拉伸,在高精度3D运动平台的<span style="color: black;">协同</span>下,<span style="color: black;">能够</span>做出直径为0.01μm-1μm的点、线的<span style="color: black;">各样</span>组合,实现单根纳米纤维和单个量子点的有序沉积。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“<span style="color: black;">能够</span>理解为一台微纳米级别的3D打印机。”李春斌解释道,传统的3D的打印机<span style="color: black;">实质</span>上是一种宏观上的生产工艺,<span style="color: black;">经过</span>高温熔解和挤出堆积式工艺生产出<span style="color: black;">各样</span>各样的模具。<span style="color: black;">另一</span>,<span style="color: black;">日前</span>市场上现有的其他3D打印机,只能打印大于或等于喷头直径的点、线,而电流体动力打印<span style="color: black;">能够</span>打印<span style="color: black;">少于</span>喷头直径的点、线。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">而微纳米级别的3D打印机,所打印出的是微纳米级别的特殊结构。打印机将导电“墨水”置于<span style="color: black;">设备</span><span style="color: black;">其中</span>,<span style="color: black;">经过</span>电场将这神奇的“墨水”,拉出一根根直径仅几十纳米到几微米的细丝,而这些细丝则<span style="color: black;">根据</span>既定电脑程序,排布成任意形状和三维结构的制品。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">李春斌介绍,拉丝的过程类似于纺织工艺中的“织布”过程,一根根细丝连成线,最后就<span style="color: black;">能够</span>在一个平面上“织造”出一张仅有纳米至微米厚度的薄膜。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">记者<span style="color: black;">认识</span>到,<span style="color: black;">日前</span>,这种工艺已被用于高端生物<span style="color: black;">行业</span>。2016年,广东珠三角的一家生物科技<span style="color: black;">机构</span>,<span style="color: black;">经过</span>定制这种微纳米3D打印机,来尝试生产可用于人体中的血管、手术隔离膜等组织。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">在通力微纳科技的实验室中,记者看到一张半透明薄膜,李春斌解释,这张薄膜的厚度仅有0.5mm,是一家生物材料<span style="color: black;">机构</span>所生产的用于可<span style="color: black;">移植</span>人体的组织,仅仅巴掌<span style="color: black;">体积</span>的薄膜,其市场价格就近数千元。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">用一克金做打印原料一整天都消耗不完</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">与其他的微纳结构制造技术相比,电流体动力打印<span style="color: black;">拥有</span>设备简单、操作方便、成本低、原料<span style="color: black;">源自</span>广等优点,在众多<span style="color: black;">行业</span>如电子器件、柔性电子<span style="color: black;">表示</span>器、可穿戴设备、太阳能薄膜电池、微传感器、生物支架、组织工程、有机发光二极管、生物传感器、能量收集等<span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">拥有</span>巨大的发展<span style="color: black;">潜能</span>,并<span style="color: black;">起始</span><span style="color: black;">得到</span>应用。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">除了生物类用品外,<span style="color: black;">怎样</span>将微纳米材料应用于难度更大的微电子<span style="color: black;">行业</span>?中国科学院化学<span style="color: black;">科研</span>所<span style="color: black;">科研</span>院<span style="color: black;">科研</span>员张兴业告诉记者,这<span style="color: black;">必须</span>突破微纳米生产中此前<span style="color: black;">没</span>序抛丝的<span style="color: black;">困难</span>,即是要让纳米纤维能够有序地排布,而3D电流体动力打印机的研制成功,实现了≤1μm的单个点、单根线的精确打印。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">纳米纤维的有序排布,让<span style="color: black;">研究</span>者对微纳米材料的的应用有了<span style="color: black;">没</span>限想象。“<span style="color: black;">不仅</span><span style="color: black;">能够</span>打印细胞支架,<span style="color: black;">乃至</span><span style="color: black;">能够</span>做显微镜里<span style="color: black;">才可</span>看到的微型电路,进一步缩小电子元器件的体积。”李春斌说道,近年来,随着微纳米结构制造<span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">持续</span>向前推进,微纳米3D打印设备<span style="color: black;">作为</span><span style="color: black;">全世界</span>微纳米结构<span style="color: black;">科研</span>者的“刚需”。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">与其他的微纳结构制造技术相比,电流体动力打印<span style="color: black;">拥有</span>设备简单、操作方便、成本低、原料<span style="color: black;">源自</span>广等优点,在电子器件、柔性电子<span style="color: black;">表示</span>器、可穿戴设备、太阳能薄膜电池、微传感器、生物支架、组织工程、有机发光二极管、生物传感器、能量收集等<span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">拥有</span>巨大的发展<span style="color: black;">潜能</span>,并<span style="color: black;">起始</span><span style="color: black;">得到</span>应用。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">张兴业告诉记者,此前,国内的微纳米结构制造<span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">科研</span>者,为能制备出纳米纤维,大多<span style="color: black;">运用</span>高压静电纺丝机,“静电纺丝<span style="color: black;">办法</span>做出的纳米纤维膜是<span style="color: black;">没</span>序的排布,类似于<span style="color: black;">没</span>纺布的样子,<span style="color: black;">日前</span>应用<span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">包含</span>过滤膜、医用膜、电池隔膜等。”</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">实质</span>操作中,随着<span style="color: black;">科研</span>工作的进一步深入和应用<span style="color: black;">行业</span>的<span style="color: black;">持续</span>拓展,越来越多的<span style="color: black;">研究</span>人员<span style="color: black;">需求</span>制备整齐<span style="color: black;">摆列</span>的纳米纤维阵列。而在深圳,李春斌用一种全新的方式突破了<span style="color: black;">没</span>序生产的<span style="color: black;">困难</span>。在最新的3D纳米打印机中,仅1微米外径的针头<span style="color: black;">再也不</span>像过往<span style="color: black;">同样</span>拉出微纳米丝,而是在玻璃板上,以3000μm/s的速度,打下一个个细点,“像打出一颗颗子弹<span style="color: black;">同样</span>”,<span style="color: black;">最后</span>汇聚成线。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">李春斌在电脑上向记者演示了用微纳米3D打印机绘制中国地图,几秒钟之内,一张微米级别的地图呈<span style="color: black;">此刻</span>了玻璃板上。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“针头运动的路线<span style="color: black;">能够</span><span style="color: black;">根据</span><span style="color: black;">需求</span><span style="color: black;">掌控</span>,这就<span style="color: black;">表率</span><span style="color: black;">能够</span>生产任何路径的电路。”李春斌<span style="color: black;">暗示</span>,一旦微纳米级别的电路技术成熟,<span style="color: black;">那样</span>在微纳米<span style="color: black;">行业</span>的生产制造将迈向一个全新的<span style="color: black;">周期</span>。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“墨水”转化为微纳米设备,这些纳米级电路<span style="color: black;">是不是</span>稳定<span style="color: black;">靠谱</span>?答案是肯定的,而这<span style="color: black;">亦</span>是我国<span style="color: black;">日前</span>在化学材料<span style="color: black;">行业</span>所<span style="color: black;">科研</span>的重要方向,李春斌解释,相较于传统的蚀刻电路(先用原材料绘制整张样板,随后用药水擦掉<span style="color: black;">不消</span>的部分),这种打点法的消耗仅为原来的<span style="color: black;">非常</span>之一,再加上本身所制造的<span style="color: black;">制品</span>都是微纳米量级,<span style="color: black;">因此呢</span>相较于微米级别电路,纳米电路<span style="color: black;">能够</span><span style="color: black;">运用</span>金等更加昂贵的原材料进行墨水调配,而成本并不<span style="color: black;">增多</span>。李春斌告诉记者,用微纳米3D打印机,<span style="color: black;">运用</span>一克金<span style="color: black;">做为</span>原材料,<span style="color: black;">乃至</span><span style="color: black;">能够</span>打印一整天都消耗不完。</p>
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