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兵在掌上阅 亮剑弹指间

“甜蜜”的曲面打印技术


■黄辛舟 王梓嘉 赵守创

转印至针尖上的微电路示意图。 资料图片

微缩印刷技术是一种将百万分之一到十亿分之一米宽的精确、微小的图案放置在表面上,以赋予它们新特性的过程。这种技术是半导体芯片、微图案表面和电子产品的有力支撑。通常情况下,由金属和其他材料制成的微电路图案可以直接印刷在普通的平面硅片上。近年来,随着半导体芯片和智能材料技术的发展,这些复杂而微小的电路需要印刷在各种非常规的基面上。

现有的微加工工具已经兼具精确和高效的性能,但仅限于在刚性的平面基板上。利用光刻技术在软基片或非平面基片上进行高技术操作,需要将最初的平面微加工设计转移到这些材料上。尽管如今的转移印刷技术已经能够将微结构转移到常见的各种软质或轻微弯曲的基底上,但距离精确转移到更普遍更复杂表面的目标还相差甚远。

近日,《科学》杂志发表文章称,有国外科学家研究出一种利用糖在共性表面上转印的方法。科研人员通过“回流驱动柔性转印(REFLEX)”技术,将焦糖和玉米糖浆溶解在少量水中,然后浇灌在平面的微型图案上。等水蒸发后,焦糖就会变硬,微电路自然而然地嵌入进硬糖块上。将其转移到新的表面上融化,接着用水将糖冲洗掉,便只留下图案。因为焦糖和玉米糖浆的组合在融化时仍然可以保持高黏度,图案在流过曲面和边缘时能够保持其结构布局,如此便能轻松实现“完美转印”。

新研发的“回流驱动柔性转印”技术不仅看起来足够新奇酷炫,也兼具实用价值。据介绍,它可以把电路精确转移到曲率超大的目标表面上,包括各种尖锐或弯曲的物体。未来,这种技术或将为电子、光学和生物医学工程等领域提供新的可能。

目前,国内外的转印微缩技术主要通过固体或液体转印介质传输微图案或结构。固体转印介质有助于精确放置和对微观结构进行稳健的宏观处理。然而受限于变形程度,它们无法在高曲率基板或微结构上实现“保型”转移。液体转印介质可以提高整合性,却会影响放置精度。因此,如何实现在新的、非传统的、非平面的表面转印是该领域面临的主要难题。

随着社会的发展和科学技术的进步,相信在不久的将来,转印微缩技术将更加完善、适用范围会更加广泛。到那时,微电路将可以在任何曲率的表面实现“无差别转印”,芯片的性能也将得到跨越式提升;亚细胞大小的生物医学探针、药物输送载体将会被医学领域广泛使用……

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