科技日報記者　劉霞

據新一期《自然》雜志刊發的研究，德國馬克斯·普朗克智能系統研究所與新加坡國立大學科學家攜手，開發出一種利用光流體效應進行3D微納制造的新技術。該技術不再局限于傳統的聚合物，而是可靈活使用金屬、金屬氧化物、碳材料乃至半導體等多種材料，實現了“萬物皆可雕”，為制造微型機器人提供了新路徑。

3D微納制造能造出比人類發絲還細的精密結構，在醫療、機器人、微電子等領域具有廣闊前景。目前主流技術是雙光子聚合（2PP），可用于制作結構復雜的微型雕塑，如埃菲爾鐵塔或泰姬陵模型。但這一方法長期受限于材料種類——幾乎只能加工聚合物，嚴重制約了功能器件的發展。

最新研究有望徹底突破這一瓶頸。其核心創新在于，利用飛秒激光精準操控光流體效應，在液體中引導納米或微米級顆粒進行3D自組裝。當激光聚焦于懸浮粒子溶液中某一點時，會瞬間加熱形成“熱點”，引發局部熱梯度，驅動周圍流體產生定向流動——這種“光流”就像無形之手，將粒子推入預設的微模具中。

這種微模具如同一個微型“蛋糕模”，側面設有小口。粒子隨流而動，穿過縫隙，精準落入模腔，層層堆積成所需形狀。模具可設計為立方體、球體，甚至牛角面包等復雜曲面結構，自由度極高。組裝完成后，通過后處理去除聚合物模具，便留下一個完全由目標材料構成的獨立微結構。

團隊形象地表示，過去科學家們只有一種“建模黏土”，現在則擁有了一整套工具箱。

為驗證技術潛力，團隊成功制造出多種功能性微型裝置。例如可在狹窄通道中按尺寸分離顆粒的微型過濾閥；由多種材料集成的微型機器人，它們既能被光驅動前行，也可在外加磁場下變換運動模式，展現出高度的多功能性。

所有結構均表現出優異的機械穩定性。盡管顆粒間無化學鍵連接，但依靠強大的范德華力，它們仍能牢固結合，實現自支撐。

團隊表示，這項“光流組裝”技術不僅克服了傳統3D打印的材料限制，更打開了通往多功能微系統的大門。未來，它有望應用于開發智能藥物遞送、體內微型手術機器人、高密度微傳感器等前沿領域。

總編輯圈點

3D微納制造技術之所以能使用多種材料，關鍵秘訣是利用飛秒激光精準操控光流體效應。科學家通過精準控制飛秒激光，好比巧妙運用一支精密的“光之筆”，以極高的精度操作納米或微米級的顆粒，在微觀世界里“雕刻”萬物。這支“光之筆”打破了傳統制造的局限，使多種材料都能用于3D微納制造。未來或許可以利用這種技術，直接“打印”出精細又復雜的微觀機器人、定制化藥物載體乃至新型光學器件，為醫療、材料和電子領域帶來新的應用。