我國科學家開發出新型鋁基跨尺度3D制造技術

記者12日獲悉，西湖大學未來產業研究中心、工學院文燎勇課題組成功開發出一種新型鋁基跨尺度3D制造技術，為柔性電子、光學防偽和光電集成等領域帶來全新的發展契機。相關研究成果日前刊發在《自然·材料》雜志。

在研究過程中，課題組采用自主研發的3D壓印設備對10厘米見方鋁片進行至少3次“蓋章”（壓印）加工：首先，在鋁片上形成納米級圖案，數千萬個直徑約100納米的小孔規律分布；隨后疊加微米級圖案，小孔直徑躍升至10微米；*后再疊加更大尺寸圖案。

“金屬材料在加工變形后，力學強度和硬度都會升高，這樣便能夠讓壓印結構在后續的壓印過程中高保真地保持原形貌。”文燎勇介紹，課題組利用鋁金屬在加工過程中所展現出的硬化效應，確保了納米-微米-宏觀結構的一層又一層連續壓印過程中，各個尺度的精密結構都能*地保留下來。在多層壓印之后，課題組采用陽極氧化方法調整*層納米結構的直徑、深度和形貌。通過調配不同成分的電解液，研究團隊能夠*控制這些納米孔的特性。

此外，研究人員通過在納米孔中填充碳納米管、半導體、金屬及高分子等多種功能材料，賦予跨尺度結構更多的功能，比如實現光電探測、觸覺傳感和光學防偽等功能。

文燎勇介紹，這項鋁基跨尺度3D制造技術通過多層壓印和陽極氧化的創新結合，實現了對納米、微米和宏觀多個層面的自定義設計和精細調控，展示出極高的靈活性和*性。這一技術在多種器件制造方面擁有廣泛的應用前景。例如，在智能穿戴設備的傳感器制造中，高精度跨尺度制造技術能夠將不同結構需求的傳感器件集成在一起。

該技術具備高度個性化定制的能力，非常適合與人工智能技術相結合。“針對特定的應用場景和功能需求，可以讓人工智能先完成結構和材料的智能化設計，再由鋁基跨尺度3D制造技術精準實現，從而有望將柔性電子、光學防偽以及光電集成等諸多領域帶入高度智能化和定制化的時代。”文燎勇表示。

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