印刷三維複雜微納結構及功能器件研究取得進展

隨著信息技術的發展，傳統集成電路的集成度和生產工藝均面臨巨大挑戰。近年來，三維微納米結構的組裝研究備受關注。其中，三維結構對立體電路及光電器件的製備至關重要。然而，傳統的組裝方法很難實現自支撐的三維懸空結構，且所適用的材料十分有限。因此，研究簡便普適的三維微納結構製備方法對新型光電器件的發展具有重要意義。

中國科學院化學研究所綠色印刷院重點實驗室研究員宋延林課題組利用綠色納米印刷技術，在納米材料的精細圖案化組裝、印刷柔性感測器、光學器件、透明導電膜和最優微納串線應用方面開展了一系列廣泛而深入的研究。

在上述研究的基礎上，研究人員以液滴操控微納結構立體成型為研究出發點，利用模板誘導液滴在三維空間內自發收縮，實現了單一或多材料的三維微納結構的快速組裝成型。液體自發收縮成型的過程遵循熱力學最穩定狀態，在連接方式上符合數學的最優連接，使液體中的納米材料通過一步組裝形成最優化結構。基於銀納米顆粒的立體微納電路顯示了在立體集成電路的潛在應用；基於兩種量子點共組裝的三維微納結構在間隔小於3μm時仍能實現良好的多色顯示。這種通過液滴自發成型組裝的三維微納結構，為新型立體光電器件的發展提供了新思路。

近日，相關研究成果作為封面報道發表在Advanced Materials上。研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部和中學院的支持。

圖1.3D印刷多材料微納結構

圖2.微納立體電路及多色顯示器件

來源：中國科學院化學研究所

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