微结构可控材料的制备策略综述

来源：X一MOL资讯

微结构可控材料凭借单元结构的尺寸、几何构型、排列方式获得不同于宏观材料的优异性质，在微纳功能器件、超材料、浸润性表面等领域得到广泛应用。同时，这些特殊性质仅需改变组成单元的结构参数即可实现，无需额外改变材料性质，因而微结构可控材料需要先进制备方法的支撑。

微结构可控材料的特异性质来源于微结构的尺寸效应、周期性结构设计、分级结构设计以及响应性结构设计，其对于制备精度、三维结构成型、制备效率都提出严格要求。东南大学顾忠泽教授团队受邀在Advanced Functional Materials 上发表题为“Controlled Microstructural Architectures Based on Smart Fabrication Strategies”的文章。该综述文章围绕微结构可控材料的制备问题，从“自下而上”和“自上而下”两个角度展开，分别总结了胶体晶体自组装和双光子聚合技术的最新进展及其对未来微结构可控材料的影响。

胶体晶体自组装技术凭借着成本低廉和大规模批量制备的优势，在周期性结构和分级结构的制备中发挥着重要作用。近年来新发展的“可控组装”和“可控腐蚀”两种途径，进一步提高了自组装微结构的整体形貌和内部结构。然而，单个组成单元的形貌限制使得自组装方法难以应对复杂结构的制备，外界环境的干扰也使得组装过程中容易出现缺陷。

作为一种高精度增材制造方法，双光子聚合技术具有亚微米级的打印精度和三维直写加工的能力。得益于纳米光子学在超分辨成像、自适应光学、光束整形方面的最新进展，双光子聚合技术在加工精度、加工质量以及加工效率方面得到显著提高。尤其双光子吸收效应同样可以引发金属离子的还原成型，使得适用于飞秒激光增材制造的材料从聚合物拓展至金属材料。

这一成果近期发表在Advanced Functional Materials 上，文章的第一作者是东南大学博士后丁海波，通讯作者为东南大学顾忠泽教授和上海理工大学顾敏院士。相关工作得到了国家重点研发计划、高等学校学科创新引智计划和博士后创新人才支持计划的资助。