剪紙爲3D智能納米加工提供模型

Nanowerk News)Kirigami(也稱“剪紙”或“劍之”)是中國最傳統的民間藝術之一。它廣泛用於窗戶裝飾,禮品卡,節日和儀式等.Kirigami涉及將扁平物體切割和摺疊成3D形狀。最近,這種古老技術的技術已被用於各種科學和技術領域,包括太陽能電池陣列,生物醫學裝置和微/納機電系統(MEMS / NEMS)的設計。

中國科學院物理研究所(IOP)的李家芳博士最近成立了一個國際團隊,將kirigami技術應用於先進的3D納米加工。

剪紙為3D智能納米加工提供模型

紙張中的宏觀剪紙和80納米厚的金色薄膜中的納米kirigami。

受到傳統的中國kirigami設計的啟發,該團隊開發了一種直接的納米kirigami方法,用於納米尺度的平膜。他們利用聚焦離子束(FIB)代替刀/剪刀在獨立的金納米薄膜上切割出精確的圖案,然後使用相同的FIB而不是手,將納米圖案逐漸“拉”成複雜的3D形狀。

在FIB輻射期間,由金屬納米薄膜內的異質空位(引入拉伸應力)和注入的離子(引入壓縮應力)引起“拉”力。

通過利用納米薄膜內的形貌引導的應力平衡,精確地實現了多向3D形狀變換,例如向上彎曲,向下彎曲,複雜旋轉和納米結構的扭曲。

剪紙為3D智能納米加工提供模型

地形引導納米kirigami和機械建模。

雖然之前創建功能性kirigami設備的嘗試使用了複雜的順序程序,並且主要旨在實現機械而非光學功能,相反,這種新的納米kirigami方法可以在單個製造步驟中實現並且可以用於執行一些光學功能。

對於概念驗證演示,該團隊製作了具有巨大光學手性的3D風車狀結構。納米器件實現了對“左手”和“右手”圓偏振光的有效操縱,並且在電信波長中表現出強的單軸光學旋轉效應(Science Advances,“具有巨大光學手性的Nano-kirigami”)。

通過這種方式,該團隊展示了納米力學和納米光子學兩個領域之間的多學科聯繫。這可能代表了新興的kirigami研究的全新方向。

剪紙為3D智能納米加工提供模型

具有巨大光學手性的納米kirigami結構的功能設計。

該團隊還開發了一個理論模型來闡明納米kirigami製造過程中的動力學。這具有重要意義,因為它允許研究人員根據所需的光學功能設計3D納米幾何。相比之下,以前的研究很大程度上依賴於直觀的設計。

換句話說,就幾何設計而言,nano-kirigami提供了一種智能的3D納米加工方法,超越了傳統的自下而上,自上而下和自組裝納米加工技術。

其概念可以擴展到廣泛的納米加工平臺,並可以實現用於傳感,計算,微/納機電系統或生物醫學設備的複雜光學納米結構。

小夥伴們如果有關於這石墨烯或石墨烯透明導電膜一方面的疑問或需求,歡迎訂閱小編,小編可以隨時為你們解答,也可以關注vx“元石盛石墨烯薄膜”進行問題諮詢。


分享到:


相關文章: