清華先進(jìn)力學(xué)與材料中心建立出一套屈曲引導(dǎo)的微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝新方法
2015-12-24 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:微尺度 三維結(jié)構(gòu)
三維微納米結(jié)構(gòu)在生物醫(yī)學(xué)器件、微機(jī)電系統(tǒng)、光電子器件和超材料等眾多科技領(lǐng)域具有重要而廣泛的應(yīng)用,一直以來(lái)都是科技研究的焦點(diǎn),F(xiàn)有的三維微納米結(jié)構(gòu)的制備及組裝方法卻較為局限,主要體現(xiàn)在所適用的材料種類(lèi)和三維幾何構(gòu)型比較有限,尤其是缺乏高性能半導(dǎo)體材料(譬如單晶硅)的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)成型方法。
清華大學(xué)航院張一慧副教授(2011年博士畢業(yè)于清華大學(xué),2015年入選青年千人計(jì)劃,進(jìn)入清華大學(xué)工作)今年先后在《科學(xué)》(Science,通訊作者)和《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》(PNAS,第一作者)發(fā)表系列論文,報(bào)道了一種可適用于各種高性能材料的微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝方法,為先進(jìn)微納米系統(tǒng)的制備提供了一種重要的新途徑。其中發(fā)表于《科學(xué)》的工作被選為封面論文,發(fā)表之后,很快被《Science》、《Nature》等期刊在Perspectives或Research Highlights專(zhuān)欄中評(píng)述報(bào)道,同時(shí)得到Chemistry Views、IOP Physics World、Nano Today等專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)追蹤,還受到BBC、Discovery News、Fox、Yahoo News、參考消息、新華網(wǎng)、人民網(wǎng)、中國(guó)日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)等國(guó)內(nèi)外重要媒體報(bào)道。
這種微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝新方法首次將可控力學(xué)屈曲引入至微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝,實(shí)現(xiàn)了從二維微納米薄膜到三維細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的高精度組裝。該方法不僅適用于半導(dǎo)體、金屬、聚合物、塑料等各種材料類(lèi)型,而且適用于不同特征尺度下的材料組裝,例如從100納米到30毫米。與3D打印技術(shù)相比,該方法具有適用材料范圍廣、成型速度快、成型過(guò)程可控性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。美國(guó)佐治亞理工大學(xué)V.V. Tsukruk教授在《科學(xué)》同期出版的Perspectives專(zhuān)欄中,認(rèn)為該工作“展示了一種新典范,它通過(guò)設(shè)計(jì)局部屈曲誘導(dǎo)功能材料迅速?gòu)棾龀尚蛷?fù)雜三維結(jié)構(gòu)。”(…demonstrate a new paradigm of designing functional materials that can quickly snap into complex 3D architectures via localized buckling.)。
該系列論文是清華大學(xué)張一慧副教授、美國(guó)西北大學(xué)黃永剛教授(清華大學(xué)短期千人教授)與伊利諾伊大學(xué)Rogers教授各研究組通力合作的研究成果。其中發(fā)表于《科學(xué)》的工作最近入圍中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院共同主辦的“2015年世界十大科技進(jìn)展新聞評(píng)選”的20項(xiàng)候選工作。
清華大學(xué)航院張一慧副教授(2011年博士畢業(yè)于清華大學(xué),2015年入選青年千人計(jì)劃,進(jìn)入清華大學(xué)工作)今年先后在《科學(xué)》(Science,通訊作者)和《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》(PNAS,第一作者)發(fā)表系列論文,報(bào)道了一種可適用于各種高性能材料的微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝方法,為先進(jìn)微納米系統(tǒng)的制備提供了一種重要的新途徑。其中發(fā)表于《科學(xué)》的工作被選為封面論文,發(fā)表之后,很快被《Science》、《Nature》等期刊在Perspectives或Research Highlights專(zhuān)欄中評(píng)述報(bào)道,同時(shí)得到Chemistry Views、IOP Physics World、Nano Today等專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)追蹤,還受到BBC、Discovery News、Fox、Yahoo News、參考消息、新華網(wǎng)、人民網(wǎng)、中國(guó)日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)等國(guó)內(nèi)外重要媒體報(bào)道。
這種微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝新方法首次將可控力學(xué)屈曲引入至微尺度三維結(jié)構(gòu)組裝,實(shí)現(xiàn)了從二維微納米薄膜到三維細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的高精度組裝。該方法不僅適用于半導(dǎo)體、金屬、聚合物、塑料等各種材料類(lèi)型,而且適用于不同特征尺度下的材料組裝,例如從100納米到30毫米。與3D打印技術(shù)相比,該方法具有適用材料范圍廣、成型速度快、成型過(guò)程可控性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。美國(guó)佐治亞理工大學(xué)V.V. Tsukruk教授在《科學(xué)》同期出版的Perspectives專(zhuān)欄中,認(rèn)為該工作“展示了一種新典范,它通過(guò)設(shè)計(jì)局部屈曲誘導(dǎo)功能材料迅速?gòu)棾龀尚蛷?fù)雜三維結(jié)構(gòu)。”(…demonstrate a new paradigm of designing functional materials that can quickly snap into complex 3D architectures via localized buckling.)。
該系列論文是清華大學(xué)張一慧副教授、美國(guó)西北大學(xué)黃永剛教授(清華大學(xué)短期千人教授)與伊利諾伊大學(xué)Rogers教授各研究組通力合作的研究成果。其中發(fā)表于《科學(xué)》的工作最近入圍中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院共同主辦的“2015年世界十大科技進(jìn)展新聞評(píng)選”的20項(xiàng)候選工作。
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