科學家找到一種簡單、高效的3D制造技術獲取仿生多層結構

材料牛注：從荷葉到自清潔材料，仿生材料給人們的生活帶來了許多便利；大自然的鬼斧神工啟示著一代又一代的科學家。那么怎樣才能做出仿生材料呢？有哪些技術突破呢？今天就為大家介紹一種獲取3D結構的方法。

飛蛾的眼睛具有抗反射的能力，通過在掃描電子顯微鏡下觀察，科學家們發現飛蛾的眼睛實際上是一種周期性的三維結構，這啟發了科學家可以仿造飛蛾的眼睛結構來生產吸光率高的材料。但是目前大多數的技術過程復雜、生產周期長、生產效率低，很難用于工業生產。我國長春科技大學的研究員們改進了激光干涉刻蝕技術，可以快速、高效地制作三維的結構。

通過調整入射激光的參數，研究員們可以在硅基片上刻蝕出需要的3D結構，而參數的調節依靠于計算機模擬。例如在一次實驗中，為了獲得沿著一維方向延伸的、表面是正弦曲線的凹槽，研究員們將硅基片放在設備中，使用三束激光對基片刻蝕，實驗的結果是：盡管凹槽是一種三維的空間結構，但是其伸展方向是一維的，就像是一條馬路在空中看是一條直線，但是其表面是一種三維的結構。如果想獲得在二維空間伸展的結構，只需要將基片沿著水平面旋轉90度。

激光刻蝕技術可以在超過一平方米的基片上制作出連續的微米級、納米級圖案。而傳統的電子刻蝕技術既耗時，效果又不好。并且，激光刻蝕技術并不需要在基體表面覆蓋保護膜，一步到位。這一技術可以用于制作光學、醫學儀器，例如：太陽能電池、抗反射薄膜、自清潔薄膜、抗菌表面和人造關節。目前，研究員們正努力制作一種功能薄膜，希望這種功能薄膜可以調節表面濕度、黏附性、反射性能。

論文地址：Bio-inspired hierarchical patterning of silicon by laser interference lithography

本文參考地址：Simple, efficient 3-D fabrication technique for bio-inspired hierarchical structures

感謝材料人編輯部張文博提供素材