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  中國科學技術(shù)大學工程科學學院微納米工程實驗室利用飛秒激光引導毛細力自組裝復合加工方法實現(xiàn)了手性可控三維微結(jié)構(gòu)和三維金屬納米間隙結(jié)構(gòu)的靈活制備，并實現(xiàn)了在渦旋光手性檢測和高靈敏度生化檢測方面的應用，相關(guān)研究于近期分別發(fā)表在《先進材料》(Back Cover)和《先進功能材料》上[Adv. Mater. 2020, 32, 2002356; Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909467]。

  手性微結(jié)構(gòu)在光學和力學等領(lǐng)域具有重要的應用潛力，可以用于構(gòu)筑多種多樣的光學和力學超材料。目前三維手性微結(jié)構(gòu)的靈活、可控制備仍存在諸多困難。微納米工程實驗室研究團隊將飛秒激光直寫與毛細力驅(qū)動自組裝技術(shù)相結(jié)合，通過調(diào)控微結(jié)構(gòu)的空間排布、結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)，引導毛細力的方向和大小，成功制備了多層級手性微結(jié)構(gòu)，并展示了該方法高度的靈活性和可擴展性。（圖1）

圖1. (a) 飛秒激光直寫結(jié)合毛細力驅(qū)動自組裝復合加工示意圖；(b)期刊封底；(c-d)典型的自組裝手性微結(jié)構(gòu)。

  此外，研究團隊還利用這種飛秒激光復合加工方法成功制備了三維金屬納米間隙結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)了典型表面增強拉曼光譜SERS標的物R6G和抗癌藥物DOX的高靈敏度檢測。該研究為非平坦表面上構(gòu)建金屬納米間隙結(jié)構(gòu)提供了一種新的方法，有望將基于微流體的表面增強拉曼光譜檢測技術(shù)應用于精準醫(yī)療、實時在線檢測等領(lǐng)域。（圖2）

圖2. (a) 不同的結(jié)構(gòu)的表面拉曼增強光譜；(b)結(jié)構(gòu)類型對SERS光譜的影響關(guān)系。

  中國科學技術(shù)大學微納米工程實驗室在飛秒激光復合加工方面開展了長期的系統(tǒng)性研究。在前期工作中，通過將飛秒激光直寫與毛細力自組裝技術(shù)結(jié)合，開發(fā)了新型的飛秒激光復合加工方法，實現(xiàn)了復雜多層級聚合物結(jié)構(gòu)的制備，并在微物體操縱[PNAS 2015, 112, 6876; ACS Nano 2018, 12, 10142]、微粒制備[ACS Nano 2015, 9, 12060]、微光學[Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701939]、仿毛細血管微通道制備[Small 2017, 13, 1603957]等多個領(lǐng)域開展了應用研究。

  中國科學技術(shù)大學工程科學學院胡衍雷副教授、勞召欣博士分別為論文的第一作者；胡衍雷副教授、吳東教授為論文的共同通訊作者。該系列研究受到國家自然科學基金、中科院青促會、中科院儀器裝備研究等項目的資助。

  相關(guān)論文鏈接：

  https://doi.org/10.1002/adma.202002356

  https://doi.org/10.1002/adfm.201909467