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Nat. Commun. ：東大顧忠澤團隊在膠體晶體材料研究中取得進展
來源：東南大學(xué)新聞網(wǎng) 2022-08-11
導(dǎo)讀：8月5日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》在線發(fā)表了東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院顧忠澤教授團隊的研究成果，文章標(biāo)題為“3D printing colloidal crystal microstructures via sacrificial-scaffold-mediated two-photon lithography”。該文章將膠體晶體材料與雙光子聚合的激光直寫加工相結(jié)合，設(shè)計并開發(fā)了一種膠體晶體微結(jié)構(gòu)的加工方案，成功制備出了同時具備微米尺度三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)和亞微米尺度粒子有序排布的一系列可負載光學(xué)信息、可用于器官芯片中原位檢測的膠體晶體微結(jié)構(gòu)。
光子晶體水凝膠材料具備獨特的將環(huán)境參數(shù)改變轉(zhuǎn)化為顏色變化的性質(zhì)，被視為制造新型微傳感器件的優(yōu)越材料。但現(xiàn)有的制造技術(shù)無法有效的加工出微小的、材料和結(jié)構(gòu)可任意設(shè)計的光子晶體凝膠，這顯著的限制了這類新穎材料的潛在應(yīng)用。為了解決這個問題，顧忠澤教授團隊發(fā)展出了“可犧牲支架介導(dǎo)的雙光子光刻”技術(shù)。針對激光直寫加工過程中對有序排布的納米粒子的擾亂問題，提出以二硫鍵交聯(lián)的水凝膠網(wǎng)絡(luò)鎖定已組裝有序的二氧化硅粒子形成膠體晶體薄膜，將用于二次聚合的前驅(qū)液滲入到該薄膜內(nèi)，然后進行膜內(nèi)的激光直寫。加工結(jié)束后，將二硫交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)降解，最終獲得激光直寫的膠體晶體微結(jié)構(gòu)（如下圖）。利用這種方法，實現(xiàn)了自由度極高的光子晶體凝膠的微制造，這為進一步構(gòu)建更加復(fù)雜的光子晶體凝膠微傳感器系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。作者進一步展示了利用這種方法制造的溫度傳感單元在微流體芯片中的應(yīng)用。東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院博士生劉柯良為論文的第一作者，杜鑫副研究員和顧忠澤教授為通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、科技部重點研發(fā)計劃和江蘇省優(yōu)秀青年基金的資助。
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