研究背景

為了探索待測物微納米表面形貌，探針掃描成像技術(shù)一直是理論研究和實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)項(xiàng)目。然而，由于掃描探針受限于傳統(tǒng)加工工藝，在組成材料和幾何構(gòu)造等方面在過去幾十年中沒有顯著的研究進(jìn)展，這也限制了基于力傳感反饋的測量性能。

如何減少甚至避免因此帶來的柔軟樣品表面的形變，以實(shí)現(xiàn)對原始表面的高精度成像一直是一個(gè)重要議題。

 Nanoscribe設(shè)備加工的“減震器“納米探針

近日，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、生物電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室顧忠澤教授和趙祥偉教授等人在Nature熱門子刊Nature Communications上報(bào)道了一種新的掃描探針設(shè)計(jì)和加工方案，使用德國Nanoscribe公司的微納3D打印系統(tǒng)制作一種基于層次堆疊單元的低密度三維微納結(jié)構(gòu)，旨在利用探針自身機(jī)械特性來減少探針-樣品的過度機(jī)械作用。

在該工作中，研究人員借鑒生物組織的多孔結(jié)構(gòu)在能量吸收，傳導(dǎo)和緩釋的有效作用，提出了低密度的結(jié)構(gòu)可控機(jī)械材料（Materials with Controlled Microstructural Architecture, MCMA）, 作為探針本體的構(gòu)筑設(shè)計(jì)，并且通過Nanoscribe公司微納米增材技術(shù)進(jìn)行激光直寫制備。 

微結(jié)構(gòu)緩沖材料與掃描成像系統(tǒng)的創(chuàng)新集成為成像方案開辟了林一條道路，促進(jìn)了基于3D激光直寫制備的多功能掃描探針成像系統(tǒng)的發(fā)展。 

Nanoscribe公司的系列產(chǎn)品是基于雙光子聚合原理的高精度微納3D打印系統(tǒng)，雙光子聚合技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微納尺度3D打印有效的技術(shù)，其打印物體的小特征尺寸可達(dá)亞微米級，并可達(dá)到光學(xué)質(zhì)量表面的要求。可應(yīng)用于微光學(xué)，微型機(jī)械，生物醫(yī)學(xué)工程，力學(xué)超材料，MEMS，微流體等不同領(lǐng)域。

Nanoscribe Photonic Professional GT2系統(tǒng)使用雙光子聚合(2PP)來產(chǎn)生幾乎任何3D形狀：晶格、木堆型結(jié)構(gòu)、自由設(shè)計(jì)的圖案、順滑的輪廓、銳利的邊緣、表面的和內(nèi)置倒扣以及橋接結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)結(jié)合了設(shè)計(jì)的靈活性和操控的簡潔性，以及廣泛的材料-基板選擇。因此，它是一個(gè)理想的科學(xué)儀器和工業(yè)快速成型設(shè)備，適用于多用戶共享平臺(tái)和研究實(shí)驗(yàn)室。

Photonic Professional GT2   雙光子微納3D打印設(shè)備

Quantum X                            灰度光刻微納打印設(shè)備

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參考文獻(xiàn)：

Sun, L., Gu, H., Liu, X. et al. 3D-printed cellular tips for tuning fork atomic force microscopy in shear mode. Nat Commun 11, 5732 (2020).