微纳金属3d打印怎么打印金属技术应用:AFM探针?


第二届原子力显微镜网络会议将召开,日程揭晓
p style="text-align: justify text-indent: 2em "原子力显微镜利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率。技术历史虽只有30余年,但随着更多纳米科研人员对其不断认知以及相关关联等技术的丰富,AFM应用市场一直在不断拓延。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "基于此,strong仪器信息网/strong将在strong2020年9月24日/strong举办“strong第二届原子力显微镜主题网络研讨会/strong”,邀请原子力显微镜/扫描探针显微镜研究应用专家、相关检测技术专家,以及实验室相关工作人员等,以网络在线报告、在线网友互动交流的形式,针对当下原子力显微镜/扫描探针显微镜研究热点、新技术及难点、相关市场展望等进行探讨,为同行搭建学习互动平台,增进学术交流。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/AFM2020/" target="_self" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "(点击此处,报名参会)/span/strong/span/abr//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/bf9a2b91-150a-4d0a-bae7-1dce55a15eb3.jpg" title="103534520200901.jpg" alt="103534520200901.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "会议日程/span/strong/ptable border="1" cellspacing="0" style="border: none " align="center"tbodytr class="firstRow"td width="47" valign="top" style="background: rgb(79, 129, 189) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="color: rgb(255, 255, 255) "时间/span/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(79, 129, 189) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="color: rgb(255, 255, 255) "报告题目/span/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(79, 129, 189) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="color: rgb(255, 255, 255) "报告人/span/p/td/trtrtd width="54" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p09:00--09:30/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p原子力显微镜双模态理论及分子模拟方法/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p钱建强(北京航空航天大学 教授)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p09:30--10:00/p/tdtd width="275" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p导电原子力显微镜在电子器件纳米级电学测试中的应用/p/tdtd width="224" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p惠飞以色列理工学院(博士后研究员)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p10:00--10:30/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p四探针扫描隧道显微镜的发展与应用/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p马瑞松(中国科学院物理研究所 副研究员)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p10:30--11:00/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p基于多探针原子力显微镜的三维微纳加工及原位测量系统研制/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p李鹏(北京工业大学 讲师)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p11:00--11:30/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p薄膜光电器件中的界面能带结构/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p陈琪(中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 副研究员)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p12:00--14:00/p/tdtd width="533" valign="middle" colspan="2" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align="center"p午休/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p14:00--14:30/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p二维材料界面结构与性质的先进原子力探针显微学研究/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p程志海(中国人民大学 教授)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p14:30--15:00/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p原子力显微镜与电子显微镜联用的应用/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p刘金荣(日立高新技术公司 高级工程师)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p15:00--15:30/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p基于原子力显微镜的原子尺度固体表面/界面物理特性研究/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(233, 237, 244) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p温焕飞(中北大学 副教授)/p/td/trtrtd width="47" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p15:30--16:00/p/tdtd width="284" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p极端条件扫描探针显微开发/p/tdtd width="229" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p毛寒青(中科院物理研究所 副主任工程师)/p/td/tr/tbody/tablep style="text-align: center "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "br//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "报告嘉宾/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f0487d29-8d33-4f7a-84ad-db28f667da10.jpg" title="钱建强.PNG" alt="钱建强.PNG"//span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "钱建强,北京航空航天大学物理学院教授,博士生导师。中国仪器仪表学会显微仪器分会理事,中国宇航学会空间遥感专业委员会委员,全国高等学校光学教学研究会理事,主要从事纳米测量方法与显微仪器技术研究。上世纪90年代初师从姚骏恩院士,研制成功国内首批激光检测原子力显微镜。近年来承担并完成国家科技支撑计划重大课题子课题、国家863、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目20余项。先后研制成功基于自激励和自感知的石英音叉探针频率调制原子力显微镜,原子力显微镜液相环境频率调制成像系统,原子力显微镜高次谐波/多频激励成像系统。率先开展了基于压缩感知的原子力显微镜成像方法研究,基于小波变换的原子力显微镜高次谐波信号分析。在Nanotechnology、 Ultramicroscopy、Review of Scientific Instruments等国内外学术期刊发表论文100余篇,获授权国家发明专利15项,主编并出版工信部“十二五”规划教材1部。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/35d44acd-fed9-473e-8d98-b4770b2a88ab.jpg" title="程志海.PNG" alt="程志海.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "程志海,中国人民大学物理学系教授,博士生导师,基金委优青。2002年毕业于大连理工大学物理与光电工程学院应用物理系。2002-2007年,在中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室硕博连读,获凝聚态物理博士学位。2004年7月至2005年1月,在德国柏林自由大学物理系及实验物理研究所做访问学者,2007年8月-2011年7月,在美国加州大学Riverside分校化学系及纳米科学与工程中心从事博士后研究。2011年8月-2017年月,国家纳米科学中心(中科院纳米标准与检测重点实验室),任副研究员/研究员。曾获中国科学院“引进杰出技术人才计划”(技术百人计划)和首届“卓越青年科学家”,卢嘉锡青年人才奖获得者,青年创新促进会会员并获首届“学科交叉与创新奖”等。目前,主要工作集中在先进原子力探针显微分析技术及其在低维与表面物理、纳米科技等领域的应用基础研究。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "br//pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/85bbfade-09dc-4860-b38f-c7e65962834e.jpg" title="陈琪.PNG" alt="陈琪.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "陈琪,2014年获中国科学技术大学物理学博士学位,导师王兵教授。博士在读期间在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所陈立桅研究员课题组作联合培养。2014年-2017年先后在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所陈立桅研究员课题组和美国华盛顿大学Alex K.-Y. Jen教授课题组作博士后研究。2017年6月起任中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所副研究员。主要从事光电转换器件界面的扫描探针研究。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/7fd3196d-5f26-403c-b7b2-77587a99af5f.jpg" title="马瑞松.PNG" alt="马瑞松.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "马瑞松,2017年获得中国科学院物理研究所博士学位,导师高鸿钧院士。博士期间的主要工作是对一台商用四探针扫描隧道显微镜系统进行升级改造,并利用改造后的系统研究石墨烯的电学输运性质。2017.12至2019.12于中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室开展博士后研究工作,研究方向为基于四探针STM的二维材料电学输运性质研究。2019年12月起任中国科学院物理研究所副研究员,主要从事扫描探针系统的研发工作。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/454c84fb-0748-4bd0-a699-987e16e29a44.jpg" title="毛寒青.PNG" alt="毛寒青.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "毛寒青,本科毕业于兰州大学,博士毕业于清华大学(薛其坤研究组),之后在德国雷根斯堡大学(Giessibl研究组)做博后。目前就职于中国科学院物理研究所。一直致力于SPM相关的技术研发。设计搭建了国内首台可以实现原子分辨的低温非接触原子力显微镜,及首台扫描头可以在低温强磁场环境下旋转的SPM。还设计了多款不同应用场景的SPM,如应用于近场光学显微的低温AFM等等。对SPM相关的电子学系统,比如微弱信号放大,压电电机驱动器等也有较丰富的开发经验。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="line-height: 16px text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/37c37636-f82e-4d18-8b67-f4f82dafa60b.jpg" title="惠飞.PNG" alt="惠飞.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "惠飞,现以色列理工学院博士后研究员,2018年获得巴塞罗那大学和苏州大学双博士学位。在攻读博士期间,她曾先后到世界顶级名校美国麻省理工学院和英国剑桥大学进行为期12个月和6个月的访学。在科研方面,截止目前,共参与发表SCI期刊学术论文45篇。其中,一作论文13篇,包括顶级期刊Nature Electronics, Advanced Functional Materials, ACS Applied Materials & Interfaces, 2D Materials, Nanoscale等,谷歌学术论文总引用次数为1353次。参与德国Wiley出版的专著篇章一部,获国家授权发明专利两项,申请国际专利两项。担任Sensors, Electronics, Nanotechnology等期刊专刊的编委会成员、多个IEEE会议(2021 IEEE-EDTM,2021 IEEE-IPFA, 2020 IEEE-IRPS, 2020 IEEE-IIRW)的技术/宣传委员会成员、以及国际期刊审稿人。曾获得英国皇家化学会学者奖学金、2019 Park AFM博后奖学金、国家奖学金等。她的主要研究领域是基于二维材料的电子器件及其在纳米级的电学行为表征。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/3187d4e6-6b0f-4726-8a33-e2245eedf6b1.jpg" title="温焕飞.PNG" alt="温焕飞.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "温焕飞,2019年3月入职中北大学 仪器与电子学院,2014年4月至2017年3月于大阪大学应用物理学与精密科学专业攻读工学博士学位,同年4月至2019年3月在同一研究室从事博士后研究。目前,主要工作集中在先进扫描探针显微成像分析技术及其在表面/界面物理化学特性、半导体芯片的多物理信息表征等测试领域的应用研究。参与英文书籍1部,口头报告14次,其中国际报告7次,邀请报告4次,Poster报告16次,国际会议主持人1次。主持国家自然科学青年基金、山西省自然科学基金和山西省高等学校科技创新项目各一项。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/03e51787-4ef3-4797-9aa3-cd0ee91bee5d.jpg" title="李鹏.PNG" alt="李鹏.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "李鹏,2020年6月入职北京工业大学材料与制造学部。2009年毕业于四川大学自动化系。2009-2015年,在中国科学院沈阳自动化研究所硕博连读,获机械电子工程博士学位。博士期间主要工作为扫描离子电导显微镜(SICM)系统的研制,并提出了一种SICM新型工作模式-同相电压调制模式。2015年7月-2020年6月,国家纳米科学中心(中科院纳米标准与检测重点实验室),任助理研究员,主要工作为多探针原子力显微镜系统研制及应用研究、亚十纳米探针刻蚀技术及器件工艺摸索等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/e47a4612-08d9-4a2a-93a1-8beae10b588d.jpg" title="刘金荣.PNG" alt="刘金荣.PNG"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "刘金荣,日立/精工原子力显微镜资深工程师,从事原子力显微镜应用和技术支持超过20年。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "报名方式/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "本次网络研讨会免费参会,并设有答疑交流环节,诚挚欢迎各地高校、科研院所、企业等相关从业人员报名参与。/pp style="text-indent: 0em "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1、点击a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/AFM2020/" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "此处链接/span/strong/a后报名。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2、扫描下方二维码进行报名:/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 20px color: rgb(0, 112, 192) "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 223px height: 223px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/pic/525c9811-275a-42ea-a91c-816e3747bccb.jpg" width="223" height="223"//span/strongbr//p}
2017-05-09 16:04
来源:
粉体网_hb1_wtg
一、引言
3D打印技术被认为是“一项将要改变世界的技术”,第三次工业革命的重大标志。复杂三维微纳结构在微纳机电系统、生物医疗、新材料、新能源、微纳传感器和印刷电子等领域有着巨大的产业需求,微纳尺度3D打印在复杂三维微纳结构、高深宽比微纳结构以及复合材料三维微纳结构制造方面具有突出的潜能和优势,而且还具有设备简单、成本低、可使用材料种类多、无需掩模或模具、直接成形的优点。
二、微纳尺度3D打印研究进展
随着3D打印和微纳科技的迅猛发展,为了满足不同领域和行业的需求,近年国内外研究人员已经开发出多种类型微纳尺度3D打印工艺、打印材料和转隔壁,并应用于多种领域和行业。
微立体光刻
微立体光刻是在传统3D打印工艺—立体光固化成型基础上发展起来的一种新型微细加工技术,与传统的SL工艺相比,它采用更小的激光光斑、数值在非常小的面积发生光固化反应,微立体光刻采用的层厚通常是1~10μm。根据层面成型固化方式的不同划分为:扫描微立体光刻技术和面投影微立体光刻技术。前者加工效率较低、成本高,后者通过一次曝光可以完成一层的制作,成本低,极大提高工作效率。
基于双光子聚合激光3D直写
基于双光子聚合激光3D直写提不同于传统的微粒体光刻,它是基于双光子聚合原理,是目前实现纳尺度3D打印最有效的一种技术。与现有的其他工艺相比,双光子聚合能够制造出更高分辨率的三维微纳结构。
电喷印
电喷印亦称为电流体动力喷射打印,由Park和Rogers等人提出和发展的一种基于电流体动力学微液滴喷射成型沉积技术,与传统喷印技术采用“推”方式不同,EHD喷印采用电厂驱动以“拉”方式从液锥顶端产生极细的射流。电喷印具有兼容性好、成本低、结构简单、分辨率高等优点,尤其是对于高黏度液体能够打印出比喷头结构尺寸低一个数量级的图案。目前它已经被看作最具有应用前景的微纳尺度3D打印技术之一。
微激光烧结
微激光烧结是在传统3D打印SLS基础上开发的一种微尺度3D打印技术。微激光烧结所制造的结构其分辨率和粗糙度都提高一个数量级。
电化学沉积
电化学沉积是一种制作任意形状三维金属微结构技术。它可以直接批量生产复杂三维、高深度比微尺度金属结构。EFAB能够制作出各种微机械器件,MEMS,微光机电系统,还可以将其用于一些特殊领域。尤其是可以直接、快速、批量生产出复杂、高深度比三维金属微结构。
三、微纳尺度3D打印典型应用
1
超材料和先进材料
微纳尺度3D打印为超材料、复合材料、功能梯度材料、变密度材料的研制提供了一种强有力的工具使得许多原本是概念性的设计成为现实,尤其是超材料成功开发对于航空航天、高速列车、汽车等行业具有非常重要的意义。
2
生物组织器官和血管
德国弗劳霍夫研究所的科学家采用基于双光子聚合激光直写3D打印技术尝试制造“人造血管”。打印出来的血管可以与人体组织相互“沟通”,不会遭器官排斥,打印时使用的“墨水”是生物分子与人造聚合体。当然,这只是目前人们的良好愿望,能否做到真正的无免疫排斥,可能还有一段路要走。但无论如何,这项技术为未来血管外科发展会带来非常大的变化,甚至是革命性的变化。
四、微纳尺度3D打印材料
材料是微纳结构增材制造技术最重要的工艺要素之一,对于所制造的微纳结构的精度、分辨率、性能等有非常重要的影响。
3D打印所使用材料总的发展趋势是:可重复利用、功能性材料。此外,能够提高分辨率、生产效率也是其重点发展方向。
五、微纳尺度3D打印面临挑战、未来发展方向及趋势
尽管微纳尺度3D打印已经取得重大的进展和突破,但在打印分辨率、效率、成本、可靠性、装备等方面还不能满足当前组织工程、航空航天、生物医疗、微纳光学等行业的实际工程要求,尤其是目前还不能成功打印出功能性毛细血管,严重制约了组织器官的普及和实用化。
面投影微立体光刻、双光子光刻、微激光烧结、亚微尺度的多材料电喷印系统、CLIP代表着未来微纳尺度3D打印的发展方向。复合3D打印技术、大面积宏/微/纳跨尺度3D打印、多喷头和多材料3D打印、柔性电子器件3D打印、纳尺度4D打印是未来几年亟待突破的方向,工业级微纳尺度3D打印设备,低成本、环保、功能打印材料、复合材料、纳米材料以及生物兼容材料是未来微纳尺度3D打印技术亟待突破的领域。毛细血管、轻量化材料、超材料、组织器官、柔性电子、微纳光学器件、亚微尺度复杂三维金属结构/零件的制造是当前微纳尺度3D打印在应用方而的研究热点。
此外,基于物理/化学/生物等原理的微纳结构增材制造新方法与新工艺,复合微纳尺度3D打印、4D打印技术以及基于微纳结构增材制造的宏/微/纳跨尺度研究也是未来重点亟待突破的方向。
尽管目前3D打印还处于发展初期,面临许多挑战难题,但其潜力和社会需求以及影响力是巨大的。
文章来源:《中国科学》杂志社
作者:兰红波、李涤尘、卢秉恒
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