上科大增材顶刊：解析电力线画笔金属3D纳米打印！

来源：材料科学与工程

近日，上海科技大学物质学院冯继成课题组(课题组主页www.jcfenglab.com)与韩国首尔大学Mansoo Choi合作发表了题为“Virtually Probing ‘Faraday Three-dimensional Nanoprinting’”的研究论文（该期刊《增材制造》在工程-制造领域中排名第一，The journal ‘Additive Manufacturing’ ranks 1 out of 50 in Engineering, Maufacturing)。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2214860421005844

电力线画笔动态演示

半导体行业正面临技术革新，微纳尺度的三维加工和材料特性依然是核心技术难题。纳米制造关键技术领域的科学家和半导体公司正在积极探寻切实解决方案来弥合相关差距。巧妙驾驭气溶胶技术证明行之有效，即利用气体中携带的纳米粒子以预设方式集成到微纳制造中。基于气溶胶的 3D 纳米打印技术能控制电场线的形状，且由此诱导带电纳米粒子迁移到特定位置，即将电力线转化成描画3D物体的纳米工具，并将其命名为“法拉第3D打印”。然而，主导该打印过程的物理模型仍未被探索。冯继成课题组揭示了 3D 纳米打印的基本原理，并从“黑匣子”中提取了主要控制参数。不仅解释了该技术控制电场线的能力，而且还开发了一种“原位”工具进行“虚拟探测”3D纳米打印的全过程，该“虚拟探测”兼具朗缪尔探针和表面电位显微镜的双重功效。

“虚拟探测”法拉第3D纳米打印过程示意图

该研究用全新的解析手段描述了法拉第3D打印控制电场线的能力，提供了精确控制3D纳米结构的方法，并为程序化控制纳米制造提供了理论指导。该3D打印技术有望在打印尺度、打印速度和多材料（合金和金属等）打印等方面实现突破。相关内容已申请发明专利（申请号：202110761096.3）。该论文中，上海科技大学冯继成教授(课题组主页www.jcfenglab.com)和首尔大学Pikhitsa和Choi为通讯作者。该研究主要得到了韩国科技部、上海科技大学启动经费的支持。