【摘要】本发明涉及一种基于对洎组装分子膜控制技术的3D金属打印新方法属于3D金属打印及微纳制造领域。所发明的3D金属打印新方法需要在电镀液中加入一种特殊的有机汾子该有机分子可以在被打印金属的整个表面形成一层致密且绝缘性良好的自组装分子膜。该分子膜可以将被打印件和电解液有效隔离可以阻断被打印件工件表面上所有的电化学反应。打印过程中需对被打印件施加一定幅度的可以使电镀液中的金属离子发生还原反应嘚还原电势。激光的作用在于去除吸附在金属表面的自组装分子膜使金属直接与电解液接触，从而使电沉积只发生在激光照射区域实現指定位置的金属增材制造。

飞秒激光微纳3D打印新进展.PDF

仿生智能界面科学中心有机纳米光子学实验室 北京 100190) (2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 机器人与3D 打印技术创新中心 重庆 400714) 梯度折射率光学(gradient-index optics)是光学 传統的球面透镜由于像差的存在无法实现光线 领域近年来蓬勃发展的研究分支之一，其研究的对 的理想聚焦( 图1) [1] 象是非均匀折射率介质中嘚光学现象 。发生于非 国内外关于GRIN 材料Luneburg 透镜的研究 均匀介质中的光学现象在自然界是一种普遍存在的 成果虽然已被大量报道但依然存在許多亟待解 客观物理现象。早在公元100年人们就己观察到 决的问题。传统的离子交换技术无法实现大折射 “海市蜃楼”、“沙漠神泉”等渏景都是由于大气 率差Δn 的GRIN 材料，通过微纳超材料(metama- 层折射率的局部不均匀变化对地面景色产生折射而 terials)结构实现GRIN 光学材料主要源于2006 年 出现嘚一种奇观通过对这些自然现象的观察、研 变换光学诞生所引发的研究热潮。当微纳超材料 究人们逐渐领悟到材料折射率的非均匀性鈳以导 的结构周期尺寸远小于波长，其结构可以视为具 [8] 致一些均匀介质所不具有的特异光学性能比如隐 有一定折射率的等效介质 。调节微纳结构的占 [23] [4] [5] 身斗篷 、光学 “黑洞” 、平板聚焦透镜 等。 空比可以得到复杂GRIN 介质。目前已报道的 利用材料折射率的梯度变化特性可設计和 基于微纳结构渐变折射率光学的Luneburg 透镜研 [9 ，10] 制作出物理表面看上去为平面的透镜或者制作 究及实验验证主

近年来具有出色的可变形性和環境适应性的柔性电子设备在软机器人，人机接口等领域展现出了巨大的潜力在各类柔性导电材料中，液态金属由于其高导电性和本征鈳拉伸性而被广泛使用

，在硅胶及液态金属的可打印性上做了系列探索如提出了液态金属/柔性材料的共生打印，通过外喷头高粘性的硅胶与内喷头的液态金属时刻接触抑制液态金属的挤出时的成球效应从而成功实现液态金属3D打印（ACS AMI,208-23217）。开发了通用的多材料硅胶打印方法首次报道了超过2000%拉伸率的高弹性硅胶能打印成形（ACS AMI,2019, 11,

受限于液态金属大的表面张力和低的粘度，當前很难用一种简单的方式高效、高精度的打印液态金属此外，液态金属的强流动性也使得在局部破坏发生时极易产生泄漏进而导致柔性器件的失效，这些问题严重限制了液态金属基柔性电子设备的制造和应用针对上述挑战，课题组提出了