加州理工学院团队使用增材制造技术创建病毒大小的结构

加州理工学院的研究人员在纳米级3D打印金属物体方面取得了重大突破，其尺寸达到150纳米，与流感病毒的尺寸相当。这项技术由朱莉娅·R·格里尔 (Julia R. Greer) 和她的团队领导，涉及使用一种新颖的方法创建微型金属结构。他们没有采用完美的原子排列，而是拥抱无序，从而产生了纳米级金属部件，其强度比具有更有序原子结构的同类金属部件出乎意料地强三到五倍。

采用该方法制备的纳米级晶格。（图片来源：加州理工学院）

该过程首先使用激光选择性硬化光敏水凝胶“鸡尾酒”，以创建模仿所需金属物体形状的 3D 支架。然后将这些水凝胶结构注入镍离子，烘烤以去除水凝胶，并通过化学方式去除氧原子，将金属氧化物转化回金属形式。

这种非常规方法产生充满缺陷的金属结构，这在较大尺度上是有害的，但在纳米尺度上证明是有利的。缺陷通过将变形均匀分布在整个材料中来防止灾难性故障，从而提高整体强度。

纳米级镍柱的不规则内部结构。（图片来源：加州理工学院）

Greer 的团队认为，这种方法为纳米级 3D 打印金属结构的各种应用打开了大门，包括催化剂、存储电极、传感器和微型机器人。他们的发现挑战了传统观念，并表明有时，缺陷可能是一种特征，而不是缺陷。

这项研究已发表在《Nano Letters》上题为“ Suppressed Size Effect in Nanopillars with Hierarchical Microstructs Enabled by Nanoscale Additive Manufacturing ”的论文中。