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标题: 瑞士保罗谢尔研究所科学家3D打印出高精细度纳米级马特洪峰模型 [打印本页]

作者: 3D新闻 时间: 2016-2-16 11:13
标题: 瑞士保罗谢尔研究所科学家3D打印出高精细度纳米级马特洪峰模型
日前，瑞士保罗谢尔研究所（Paul Scherrer Institute，简称PSI）的科学家们借助3D打印技术制造出了大量马特洪峰的精细3D模型，每个都有不到十分之一毫米大小。通过这一方式，科学家们无可辩驳地展示了如何大批量制造如此精微的对象。
事实上，这些3D打印的微型马特洪峰每个只有七百分之一大，还没有一张纸厚，每个模型是如此精细，以至于其上面的每个细部都非常清楚，比如它的顶部，直径只有100纳米，几乎跟一个病毒一样大。

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电子显微镜下的马特洪峰3D模型。条形图表示10微米，即一百分之一毫米的长度。

这项研究成果的意义在于，如果在对象的表面布上这种微小的3D结构往往会使其拥有特殊的属性。“你可以经常在自然界中观察到这种现象。”该项研究负责人Helmut Schift称：“例如，许多蛇类往往能够自如地在砂子上滑行而不会损伤它们的皮肤。”这些蛇的皮肤上布满了仅有几微米高的鳞片和脊，这种结构能够在一个方向上大幅减少摩擦力。“你可以想象。”Schift继续说：“如果经常处于强大应力状态下的机械零件在表面采用同样的结构，也将大幅减少其磨损和断裂。我们3D打印这些马特洪峰就是为了证明连续、精确制造这些微小结构的可行性。”

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研究人员Robert Kirchner在使用激光设备制造马特洪峰模型。房间里使用黄光照明，因为他们使用的光敏材料不受黄光影响

为了制造这些马特洪峰模型，研究人员使用一种特别精细的3D打印技术——3D光刻（也有专家称其为双光子光刻）。“我们用一种光敏材料制造这些结构。”PSI的一位科学家Robert Kirchner解释说：“在光照特别强烈的地方，最初的流体材料会变硬，剩余的材料可以被冲走。为了曝光这些材料，我们使用了一个特别的激光，其光束强度只能够透镜的焦点处改变材料。我们移动这个焦点通过材料。因此我们可以决定每个纳米尺寸的材料点是会被冲走还是留在原地。通过这种方式我们制造出几乎任意复杂度的纳米级对象。
这种激光制造工艺完成起来相当辛苦，但是它只需要执行一次，然后科学家们可以在这个基础上制造出模具，然后进行大批量的复制

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研究人员Helmut Schift和Robert Kirchne在PSI的无尘实验室里

关于PSI
瑞士保罗谢尔研究所（Paul Scherrer Institute，简称PSI）位于瑞士北部的苏黎世和巴塞尔之间的阿勒河畔，是瑞士最大的国家研究所，科学和技术的多学科研究中心。PSI在固态物理、材料科学、基本粒子物理、生命科学、核与非核能研究及与能源有关的生态学的研究中非常活跃，是世界能源研究领域的领导者，也是瑞士唯一一家从事这方面研究工作的研究所。
来源：天工社

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