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针对这一挑战,华中科技大学体育彩票官方公告熊伟教授团队利用金属有机框架(MOF)前驱体开发了一类多体育彩票官方公告、可定制的金属键合复合光敏树脂,通过TPP飞秒体育彩票官方公告3D体育彩票官方公告和随后的热解工艺实现了氧化锌(ZnO)和四氧化三钴(Co3O4)3D体育彩票官方公告微纳体育彩票官方公告的增材制造,并制备了基于ZnO的2D和3D微型紫外探测器,探讨了该技术实现3D体育彩票官方公告体育彩票官方公告的可能性。
熊伟教授研究团队提出的多体育彩票官方公告和可定制的金属键合复合光敏树脂可由多种MOF前驱体和树脂单体(如丙烯酸酯、环氧树脂和水溶性单体)制备而成,其中的金属离子通过配位键与丙烯酸基团相键合形成金属丙烯酸。由于金属丙烯酸的不饱和C=C双键,在双光子聚合过程中可作为单体实现聚合,因此所制备的聚合物中,金属离子被有机长链包覆,通过离子/配位键附着在有机长链上,从而在显影的过程中避免了金属离子的流失,保证了后续热解体育彩票官方公告的形状保真度。基于该原理,研发团队探索了两种MOF材料前驱体(ZIF-8和ZIF-67),分别制备了含锌和含钴的金属键合复合光敏树脂,利用TPP飞秒体育彩票官方公告3D体育彩票官方公告和热解工艺制备了具有高空间分辨率(170 nm)、高形状保真度和高表面质量的ZnO和Co3O4体育彩票官方公告3D微体育彩票官方公告。同时,展示了该方法在2D和3D体育彩票官方公告制备方面的潜力,制备了基于ZnO的2D和3D微型紫外探测器。该研究为制备多种体育彩票官方公告材料如复合金属氧化物甚至金属微纳体育彩票官方公告开辟了一条道路,有望促进微纳光子学、电子学、MEMS、储能等领域的3D集成体育彩票官方公告体育彩票官方公告的发展。
相关工作以“3D Printing Nano-Architected Semiconductors Based on Versatile and Customizable Metal-Bound Composite Photoresins”为题,发表在Advanced Materials Technologies(DOI:10.1002/admt.202101230)上,华中科技大学刘敬伟博士为该论文的第一作者,华中科技大学熊伟教授为该论文的通讯作者。上述研究得到了国家重点研发计划(2018YFB1105400)和国家自然科学基金(61774067,61805094)的支持。