2004年3月26日
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图片由詹妮弗·刘易斯提供
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| 直接写入3-D微周期结构的组装。（a）墨水沉积过程的示意图。（b）三维周期性结构，具有面向中心的四方几何形状（长丝直径：1微米）。 |
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就像蜘蛛织网一样，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的研究人员正在利用一种称为直接写组装的机器人沉积过程，创造具有微米大小特征的复杂三维结构。
Jennifer Lewis和她的研究团队开发了新型油墨，易于通过微毛细管喷嘴流动，然后迅速凝固以保持其形状。图案化这种细结构可用于药物输送，微流体，光子和组织工程等应用中。
“这项研究在我们以前的基于胶体的墨水的工作之上建立在墨水设计和模式解决方案中前进的重大步骤，”WILEETT教师学者和教授刘易斯说欧洲杯足球竞彩材料科学与工程欧洲杯线上买球而且化学和生物分子工程在伊利诺斯州。“因为这种新型墨水完全基于聚电解质混合物而不是胶体粒子，我们能够生产出特征尺寸比以前小100倍的三维周期性结构。”欧洲杯猜球平台
到目前为止，最小的特征大小刘易斯团队已经展示了500纳米。整个三维结构可以适合人头发的直径。
“新墨布斯是通过组合相反电荷的聚电解质配合物而产生的低粘度流体，”路易斯说。“墨水粘度可以在宽范围内定制，以通过不同直径的细沉积喷嘴控制其流动。”
蜘蛛通过吐丝器分泌浓缩的蛋白质溶液来产生细丝，从而织网。“我们从这种自然过程中汲取灵感，指导我们的墨水设计，”帮助开发这种墨水的研究生格雷戈里·格拉森(Gregory Gratson)说。“例如，我们在与蜘蛛纺丝涂料相似的浓度范围内工作，尽管我们的墨水结构明显不那么复杂。”
为了产生所需的三维结构，Gratson表示，将挤出的油墨沉积到含有去离子水和异丙醇的凝固储存器中。通过富含水储层中的静电相互作用或通过富含酒精储层中的溶剂质量效应诱导油墨的凝固。需要仔细的平衡，使得挤出的墨丝长丝足够容量，以保持其形状，同时跨越结构，但足够灵活地粘附在其他长丝中。
通过计算机控制的三轴微沉积仪从注射器中分配，聚电解质墨水作为连续灯丝离开喷嘴，其沉积到基板表面上的储存器中，产生二维图案。在产生第一层之后，升高喷嘴，并且沉积另一层。重复该过程，直到产生所需的三维结构。
精确的图案化部件可用作生物支架，微流体网络，传感器阵列或用于光子材料的模板。欧洲杯足球竞彩
研究生徐明杰也是该论文的合著者。美国能源部和美国陆军研究办公室MURI项目资助了这项工作。