日前，瑞士保羅謝爾研究所（Paul Scherrer Institute，簡稱PSI）的科學(xué)家們借助3D打印技術(shù)制造出了大量馬特洪峰的精細(xì)3D模型，每個都有不到十分之一毫米大小。通過這一方式，科學(xué)家們無可辯駁地展示了如何大批量制造如此精微的對象。事實上，這些3D打印的微型馬特洪峰每個只有七百分之一大，還沒有一張紙后，每個模型是如此精細(xì)，以至于其上面的每個細(xì)部都非常清楚，比如它的頂部，直徑只有100納米，幾乎跟一個病毒一樣大。

電子顯微鏡下的馬特洪峰3D模型。條形圖表示10微米，即一百分之一毫米的長度。

     這項研究成果的意義在于，如果在對象的表面布上這種微小的3D結(jié)構(gòu)往往會使其擁有特殊的屬性。“你可以經(jīng)常在自然界中觀察到這種現(xiàn)象。”該項研究負(fù)責(zé)人Helmut Schift稱：“例如，許多蛇類往往能夠自如地在砂子上滑行而不會損傷它們的皮膚。”這些蛇的皮膚上布滿了僅有幾微米高的鱗片和脊，這種結(jié)構(gòu)能夠在一個方向上大幅減少摩擦力。“你可以想象。”Schift繼續(xù)說：“如果經(jīng)常處于強大應(yīng)力狀態(tài)下的機械零件在表面采用同樣的結(jié)構(gòu)，也將大幅減少其磨損和斷裂。我們3D打印這些馬特洪峰就是為了證明連續(xù)、精確制造這些微小結(jié)構(gòu)的可行性。”

研究人員Robert Kirchner在使用激光設(shè)備制造馬特洪峰模型。房間里使用黃光照明，因為他們使用的光敏材料不受黃光影響

   為了制造這些馬特洪峰模型，研究人員使用一種特別精細(xì)的3D打印技術(shù)——3D光刻（也有專家稱其為雙光子光刻）。“我們用一種光敏材料制造這些結(jié)構(gòu)。”PSI的一位科學(xué)家Robert Kirchner解釋說：“在光照特別強烈的地方，最初的流體材料會變硬，剩余的材料可以被沖走。為了曝光這些材料，我們使用了一個特別的激光，其光束強度只能夠透鏡的焦點處改變材料。我們移動這個焦點通過材料。因此我們可以決定每個納米尺寸的材料點是會被沖走還是留在原地。通過這種方式我們制造出幾乎任意復(fù)雜度的納米級對象。

這種激光制造工藝完成起來相當(dāng)辛苦，但是它只需要執(zhí)行一次，然后科學(xué)家們可以在這個基礎(chǔ)上制造出模具，然后進(jìn)行大批量的復(fù)制

研究人員Helmut Schift和Robert Kirchne在PSI的無塵實驗室里

關(guān)于PSI

   瑞士保羅謝爾研究所（Paul Scherrer Institute，簡稱PSI）位于瑞士北部的蘇黎世和巴塞爾之間的阿勒河畔，是瑞士最大的國家研究所，科學(xué)和技術(shù)的多學(xué)科研究中心。PSI在固態(tài)物理、材料科學(xué)、基本粒子物理、生命科學(xué)、核與非核能研究及與能源有關(guān)的生態(tài)學(xué)的研究中非常活躍，是世界能源研究領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，也是瑞士唯一一家從事這方面研究工作的研究所。

圖源：3ders

(責(zé)任編輯：admin)

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