據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月18日報(bào)道，美國麻省理工學(xué)院和中佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種萬能的新型制造技術(shù)，能夠?qū)蝹�(gè)微粒的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行前所未有的控制，基于多種材料制造出大量相同的球形粒子，并有望應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究、藥物傳送和材料加工等領(lǐng)域。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在本周出版的《自然》雜志上。
目前制造球形微粒一般采用“自下而上”的傳統(tǒng)方法，但這種方法只能用于生產(chǎn)十分微小的粒子。此次開發(fā)的“自上而下”的新途徑，能夠在制造纖維的過程中，通過加熱熔化形成一連串球型粒子，仿若置于纖維內(nèi)部的“珍珠串”一般。它們既可以是由20納米大小的粒子串成的“珍珠串”，也可以是2毫米或這區(qū)間的任意尺寸。此外，由于新方法采用了“批量處理”的方式，每一“珍珠串”上的粒子都能保持相同的大小和特質(zhì)。
這一技術(shù)的基本流程包括創(chuàng)建一個(gè)聚合物圓柱體，其中包含內(nèi)部半導(dǎo)體芯體，即最終的纖維結(jié)構(gòu)的放大模型。隨后，科研人員會(huì)將這一初步加工的成品加熱，直至其變軟，能被拉成稀薄的纖維，而纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍能保持圓柱體最初的內(nèi)部構(gòu)形。隨后，纖維將被進(jìn)一步加熱，使其中的半導(dǎo)體芯體熔成液體，并在纖維內(nèi)形成一系列離散的球形液滴。這些液滴會(huì)在纖維凝固以后被“凍結(jié)”在原處，直至之后再被熔解。這也將克服納米粒子傳統(tǒng)生產(chǎn)方法中的一大難題：納米粒子會(huì)傾向于聚集在一起。
科學(xué)家此前并未觸及這一發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)樾枰獣r(shí)間、溫度和材料的精確結(jié)合，難度頗大，而此次則是機(jī)緣巧合。研究人員表示，任何能夠被拉伸成纖維的材料基本上都能構(gòu)建出相應(yīng)的微小粒子，而對于纖維內(nèi)流體不穩(wěn)定性的管控也對未來電子設(shè)備的制造具有深遠(yuǎn)的影響。目前來看，短期之內(nèi)新技術(shù)最有可能應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，基于這種制造方法，兩種或者多種在一般情況下不會(huì)相容的藥物，也能在單個(gè)粒子中進(jìn)行結(jié)合，只需一次釋放便能傳送至體內(nèi)的預(yù)定目的地。此外，這一技術(shù)還有望應(yīng)用于超材料的構(gòu)建，以獲得其之前難以實(shí)現(xiàn)的光學(xué)特性。(新華網(wǎng))