科学家找到一种简单、高效的3D制造技术获取仿生多层结构

材料牛注：从荷叶到自清洁材料，仿生材料给人们的生活带来了许多便利；大自然的鬼斧神工启示着一代又一代的科学家。那么怎样才能做出仿生材料呢？有哪些技术突破呢？今天就为大家介绍一种获取3D结构的方法。

飞蛾的眼睛具有抗反射的能力，通过在扫描电子显微镜下观察，科学家们发现飞蛾的眼睛实际上是一种周期性的三维结构，这启发了科学家可以仿造飞蛾的眼睛结构来生产吸光率高的材料。但是目前大多数的技术过程复杂、生产周期长、生产效率低，很难用于工业生产。我国长春科技大学的研究员们改进了激光干涉刻蚀技术，可以快速、高效地制作三维的结构。

通过调整入射激光的参数，研究员们可以在硅基片上刻蚀出需要的3D结构，而参数的调节依靠于计算机模拟。例如在一次实验中，为了获得沿着一维方向延伸的、表面是正弦曲线的凹槽，研究员们将硅基片放在设备中，使用三束激光对基片刻蚀，实验的结果是：尽管凹槽是一种三维的空间结构，但是其伸展方向是一维的，就像是一条马路在空中看是一条直线，但是其表面是一种三维的结构。如果想获得在二维空间伸展的结构，只需要将基片沿着水平面旋转90度。

激光刻蚀技术可以在超过一平方米的基片上制作出连续的微米级、纳米级图案。而传统的电子刻蚀技术既耗时，效果又不好。并且，激光刻蚀技术并不需要在基体表面覆盖保护膜，一步到位。这一技术可以用于制作光学、医学仪器，例如：太阳能电池、抗反射薄膜、自清洁薄膜、抗菌表面和人造关节。目前，研究员们正努力制作一种功能薄膜，希望这种功能薄膜可以调节表面湿度、黏附性、反射性能。

论文地址：Bio-inspired hierarchical patterning of silicon by laser interference lithography

本文参考地址：Simple, efficient 3-D fabrication technique for bio-inspired hierarchical structures

感谢材料人编辑部张文博提供素材