3D打印，已經(jīng)徹底改變了電子、光學、能源、機器人、生物工程和傳感等領(lǐng)域的制造工藝。

縮小尺寸的3D打印技術(shù)，將使利用微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)特性的應用化為可能。然而，現(xiàn)有的金屬3D納米打印技術(shù)需要聚合物-金屬混合物、金屬鹽或流變性油墨，這限制了材料的選擇和*終結(jié)構(gòu)的純度。

而氣溶膠光刻技術(shù)（Aerosollithography），以前雖然曾被用于在預先模壓的襯底上并組裝出了高純度的3D金屬納米結(jié)構(gòu)陣列，其打印出來的幾何形狀卻是非常有限的。

研究人員們介紹了一種直接3D打印金屬納米結(jié)構(gòu)陣列的技術(shù)，這種金屬納米結(jié)構(gòu)具有靈活的幾何形狀和特征大小，可達數(shù)百納米，并且可廣泛使用各種材料。

這一打印過程發(fā)生在干燥的空氣環(huán)境中，不需要聚合物或油墨。相反，離子和帶電荷的氣溶膠粒子被引導到一個包含一組空穴的介電掩膜上，這些空穴漂浮在偏置硅襯底上。

這些離子聚集在每個洞周圍，產(chǎn)生靜電透鏡（electrostaticlenses），將帶電的氣溶膠粒子聚焦成納米級噴射。這些射流由在含孔掩模下形成的聚合電場線引導，其作用類似于傳統(tǒng)3D打印機的噴嘴，使氣溶膠顆粒能夠3D打印到硅基板上。

通過在打印過程中移動襯底，他們成功地打印出了各種3D結(jié)構(gòu)，包括螺旋、懸垂的納米管、圓環(huán)結(jié)構(gòu)和字母。實驗中，可打印結(jié)構(gòu)的寬度要比孔的尺寸小得多，可以通過在3D空間中平移納米臺來操縱要打印物體的結(jié)構(gòu)。

此外，為了展示這一技術(shù)的潛在應用，研究人員們打印了一組與磁場相互作用的垂直裂環(huán)諧振器結(jié)構(gòu)。*定向生長和表面刻寫的結(jié)合產(chǎn)生了間隔為9.2μm的垂直SRR陣列。垂直SRR的激發(fā)，稱為磁共振，通過反射光譜測量和模擬得到證實。

與其他3D打印方法相結(jié)合，研究人員們希望3D-納米打印技術(shù)能夠在納米制造方面取得實質(zhì)性進展。近期，他們的研究成果以“Three-dimensionalnanoprintingviachargedaerosoljets”為題，發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03353-1

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