韩国科学家用3D打印纳米建筑物
上周，韩国研究人员发表了一篇论文，展示了使用3D打印技术制造纳米级3D对象的方法。科学家们用这种方法打印出了一个独立的纳米墙壁。
几十年来，3D打印一直是科学家们进行研究的有力工具。随着技术的发展，3D打印已经在纳米尺度领域成为一个重要的存在。3D打印在分子水平上为研究人员提供了更大的控制权。它成了一些极端小型化研究领域中必要的工具，这些领域包括集成电路元件、生物制造（Biofabrication）、生物组织工程和一些药品生产应用。
将3D打印技术用于纳米材料制备可以使工艺更便宜、速度更快、并减少浪费。通过使用预图案化基底和3D打印技术，研究人员能够在纳米级的3D制造上实现更加复杂的结构。目前纳米尺度3D打印技术的最新发展，来自以首尔大学Ho-Young Kim教授为首的研究团队。
上周，在一份题为《迈向纳米立体打印：静电纺纳米纤维建造纳米墙壁（Toward Nanoscale Three-Dimensional Printing: Nanowalls Built of Electrospun Nanofibers）》的论文里，Minhee Lee和Kim教授展示了可以用3D打印构建的独立纳米墙壁和其他纳米级3D物体。据天工社了解，他们介绍了一种以精确、重复的方式静电沉积聚合物纳米纤维从而生成指定物体的新方法。
实验装置原理图。（图片来源：美国化学学会）
电纺（Electrospinning）是一种使用电荷吸附的方式从液体拉出微米或纳米级纤维的技术。这是一种制造聚合物纳米管（nanojets）相对便宜和简单的方法。Kim教授说，纳米级纤维流非常混乱，要想控制单个纤维十分困难（如果不是不可能的话）。在他们最近的研究工作中，发现使用一种薄金属电极线可以使得纳米级纤维流相对有序。
纳米墙壁建在一个固定的金属线上。上图：图中的纳米纤维不断堆积以形成纳米墙壁。左下：无支撑纳米墙壁的SEM（扫描电子显微镜）图像。右下图：类似球拍的纳米墙壁末端SEM图像。（图片来源：美国化学学会）
使用这条线，上述聚合物纳米管可以被堆叠形成壁形结构。研究表明，可以利用纤维和金属线之间的静电相互作用平衡聚合物纤维内部的张紧程度，并且通过控制底座的平移可以控制一个纳米壁的长度。
该研究小组称这种新颖的3D打印技术可用于生物支架、纳米过滤器、纳米机器人、纳米电极和纳米级物体的开发应用。
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