中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院微納米工程研究室團(tuán)隊(duì)及其合作伙伴，利用飛秒激光微納米打印結(jié)合可控的毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多樣化組裝體的可控制備，并將其成功應(yīng)用于微小物體的選擇性捕獲和釋放。該成果于5月18日以“Laser printing hierarchical structures with the aid of controlled capillary-driven self-assembly”為題在線發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》 (PNAS)。
 　　在微納結(jié)構(gòu)的制造過程中毛細(xì)力一般被認(rèn)為是一種有害的作用力，因?yàn)樗?jīng)常導(dǎo)致微納結(jié)構(gòu)的變形或破壞。從另一個(gè)角度講，毛細(xì)力可以作為一種驅(qū)動(dòng)力來制備特殊的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。本研究提出一種激光打印結(jié)合毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)自組裝的方法，用以加工規(guī)則周期結(jié)構(gòu)。首先，利用飛秒激光加工出高一致性微柱陣列，然后利用顯影過程中的毛細(xì)力實(shí)現(xiàn)多級結(jié)構(gòu)的組裝。在制備過程中，微柱陣列的空間分布、微柱的幾何特征以及力學(xué)特性均可自由調(diào)控，從而可得到多樣化的自組裝結(jié)構(gòu)。該技術(shù)利用對尺度的控制可以實(shí)現(xiàn)液體驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)對微物體進(jìn)行選擇性捕獲，利用組裝過程的可逆性可以實(shí)現(xiàn)對微物體的釋放。該方法過程簡單易控，且成品率高。審稿人指出：“（該工作）展示了一個(gè)加工三維周期結(jié)構(gòu)的非常有趣的方式”，“呈現(xiàn)了一系列很好的結(jié)果” ，“是對毛細(xì)力的一個(gè)很有意思的應(yīng)用。”
 　　這種飛秒激光加工與液體表面張力相結(jié)合的新型制造方式綠色環(huán)保，為多尺度仿生結(jié)構(gòu)的制備提供了一種重要的途徑。同時(shí)也為微納米尺度下粒子的篩選、捕獲和轉(zhuǎn)移提供了一種新穎的技術(shù)手段，有望在分析化學(xué)、藥物輸運(yùn)及釋放、細(xì)胞生物學(xué)以及微流體工程等領(lǐng)域得到應(yīng)用。    　　該校工程科學(xué)學(xué)院胡衍雷博士是論文第一作者，該校是第一作者單位。該項(xiàng)研究受到了國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）的資助。