基于激光增材制造技术，实现晶相可调的无机Si/ZrO2三维纳米结构
陶瓷和类陶瓷材料具有优异的热、机械和化学性能，因此在科学、工业等领域具有极其重要的地位，目前实现陶瓷和类陶瓷三维纳米材料的制造成为了学术界和产业界的研究热点之一。传统应用中主要采用存在于有机介质中的陶 ..
 Darius Gailevicius博士和维尔纽斯大学激光研究中心Mangirdas Malinauskas教授提出的一种基于激光增材制造实现无机三维材料的方法，并采用高温热后处理，完全去除激光增材制造过程中的杂化材料的有机成分，从而实现纯无机三维纳米材料的制备。研究团队还与材料科学家、维尔纽斯大学应用化学系教授Simas Sakirzanovas开展合作，证明了可以通过精确控制材料的初始成分比例和煅烧处理方案，实现溶胶-凝胶工艺和物质化学变形的晶相调节潜力。主要的实验工作是博士研究生Greta Merkininkaite在本科生Edvinas Aleksandravicius的协助下完成，博士后Darius Gailevicius详细解释了该技术的原理及实验过程。该研究的突破对于学术界和工业界都起到了非常重要的影响，不仅成功将广泛应用的激光双光子聚合技术拓展成为可实现亚100纳米结构精度陶瓷晶体的有力工具，还突破了过去只能制备有机或杂化聚合物的技术瓶颈，此外还具有高精度、高灵活性等特点。图2所示为激光增材制造实现无机三维纳米材料制备过程中的材料变化机理，其对于三维纳米光子、微光学、纳米机械、微流体、纳米电子和生物医学元件的量产制造具有里程碑式的意义，实现了激光三维光刻领域的颠覆式突破。  图2 |（a）Six:Zry的热重分析测试结果；（b）从聚合物到玻璃/陶瓷相的相变理论、实际重量损失和立方体的体积收缩率；Si7:Zr3立方体在（c）1000℃热处理前、（d）1000℃热处理后的SEM图像。 相关论文：Merkininkaite; G, Aleksandravicius E, Malinauskas M, Gailevicius D, Sakirzanovas S. Laser additive manufacturing of Si/ZrO2 tunable crystalline phase 3D nanostructures. Opto-Electron Adv 5, 210077 (2022). 相关链接：https://doi.org/10.29026/oea.2022.210077 |
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