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Nat. Commun. ：東大顧忠澤團(tuán)隊(duì)在膠體晶體材料研究中取得進(jìn)展
來源：東南大學(xué)新聞網(wǎng) 2022-08-11
導(dǎo)讀：8月5日，國(guó)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(tuán)隊(duì)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(jì)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(shí)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(fù)載光學(xué)信息、可用于器官芯片中原位檢測(cè)的膠體晶體微結(jié)構(gòu)。
光子晶體水凝膠材料具備獨(dú)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(jì)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(gè)問題，顧忠澤教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展出了“可犧牲支架介導(dǎo)的雙光子光刻”技術(shù)。針對(duì)激光直寫加工過程中對(duì)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(jìn)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(shí)現(xiàn)了自由度極高的光子晶體凝膠的微制造，這為進(jìn)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(jìn)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(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和江蘇省優(yōu)秀青年基金的資助。
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