香港理工大学郑子剑教授、西工大刘国强教授《Adv. Mater. Technol.》：三维蘸笔纳米刻蚀技术(3D-DPN)
2022年1月10日 11:08蘸笔纳米刻蚀技术(DPN)于1999年由美国西北大学Chad A. Mirkin教授课题组发明，迄今已发展20余年，在化学合成、光学、催化、生物医学等领域得到了广泛的应用(Guoqiang Liu, Zijian Zheng, Chad A. Mirkin, et al. Chemical Reviews, 2020, 120, 6009-6047)。作为一种纳米制造的新技术，DPN可以直接将有机小分子、聚合物、纳米颗粒以及生物大分子等各种材料以图案化的方式传输于各种基底，同时实现了结构的高分辨率和阵列图案的任意性，也实现了大面积高通量的并行制备。一直以来，DPN技术专注于二维纳米图案的制备及应用，如何将DPN技术拓展到三维纳米结构的构筑依然是一个挑战。
基于此，近期香港理工大学郑子剑教授和西北工业大学刘国强教授开发了一种三维纳米制造新技术-三维蘸笔纳米刻蚀技术(3D-DPN)，研究成果以题“3D Dip-Pen Nanolithography”发表于Advanced Materials Technologies 。该技术首先合成了一种能够快速紫外固化且符合DPN传输条件的黏性聚合物，然后设计出点策略和线策略两种制备途径，将DPN过程和紫外光固化有机结合在一起，实现了三维纳米图形的构筑。3D-DPN将蘸笔纳米刻蚀技术从二维纳米图案化发展到了三维纳米结构构筑，很大程度上拓展了DPN的应用范围。同时，3D-DPN可看作是一种微纳米尺度的三维打印技术，其在结构高分辨、器件微型化、部件多组分等方面具有独特的优势。
图1. 三维蘸笔纳米刻蚀技术(3D-DPN)示意图
图2. 具有梯度尺寸的光固化聚合物点阵列的制备
图3. 以点策略实现3D-DPN过程，从一维点阵列到二维线阵列，再到三维金字塔结构构筑
图4. 具有梯度尺寸的光固化聚合物线阵列的制备
图5. 以线为单元的结构构筑，从梯度尺寸的方框结构到不同尺寸的RFID结构构筑
图6. 以线策略实现3D-DPN过程，从三维金字塔结构到三维复合结构的构筑
论文第一作者为西北工业大学材料学院刘国强教授，通讯作者为香港理工大学郑子剑教授。
原文链接：
Guoqiang Liu,Mingming Rong,Hong Hu,Lina Chen,Zhuang Xie,Zijian Zheng, 3D Dip-Pen Nanolithography. Adv. Mater. Technol. 2022, 2101493.
https://doi.org/10.1002/admt.202101493
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