近日，國際著名學術期刊《Nature Communications》在線發表了東南大學生物科學與醫學工程學院顧忠澤教授團隊的研究成果，文章標題為“3D printing colloidal crystal microstructures via sacrificial-scaffold-mediated two-photon lithography”。該文章將膠體晶體材料與雙光子聚合的激光直寫加工相結合，設計并開發了一種膠體晶體微結構的加工方案，成功制備出了同時具備微米尺度三維復雜結構和亞微米尺度粒子有序排布的一系列可負載光學信息、可用于器官芯片中原位檢測的膠體晶體微結構。
光子晶體水凝膠材料具備獨特的將環境參數改變轉化為顏色變化的性質，被視為制造新型微傳感器件的優越材料。但現有的制造技術無法有效的加工出微小的、材料和結構可任意設計的光子晶體凝膠，這顯著的限制了這類新穎材料的潛在應用。為了解決這個問題，顧忠澤教授團隊發展出了“可犧牲支架介導的雙光子光刻”技術。針對激光直寫加工過程中對有序排布的納米粒子的擾亂問題，提出以二硫鍵交聯的水凝膠網絡鎖定已組裝有序的二氧化硅粒子形成膠體晶體薄膜，將用于二次聚合的前驅液滲入到該薄膜內，然后進行膜內的激光直寫。加工結束后，將二硫交聯網絡降解，最終獲得激光直寫的膠體晶體微結構。利用這種方法，實現了自由度極高的光子晶體凝膠的微制造，這為進一步構建更加復雜的光子晶體凝膠微傳感器系統打下了基礎。作者進一步展示了利用這種方法制造的溫度傳感單元在微流體芯片中的應用。
東南大學生物科學與醫學工程學院博士生劉柯良為論文的第一作者，杜鑫副研究員和顧忠澤教授為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃和江蘇省優秀青年基金的資助。
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