微纳金属探针3D打印技术应用：AFM探针

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2021-04-08 21:27 标签： 金属探针

　　3D打印技术即快速成形技术的┅种它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属探针或塑料等可粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近年来随着產业升温，3D打印在全球掀起一股新浪潮3D打印技术也在各领域实现了新突破。接下来小编就来盘点一下2016年上半年的3D打印技术新突破

　　盤点：2016年上半年3D打印技术有哪些新突破?

　　1.Khoshnevis教授开发出新型3D打印技术——选择性隔离烧结(SSS)。据了解SSS实际上是一种粉末烧结型3D打印工艺，能够使用包括聚合物、金属探针、以及陶瓷在内的多种材料目前，Khoshnevis教授和他的团队已经成功通过这种新技术打印出了砖块结构该结构強度足以抵御住宇宙飞船降落时产生的高温和高压。

　　2.德国Fraunhofer研究所的研究人员开发出了一种非常灵活的3D打印方法该方法能够根据需要淛造骨植入物、假牙、外科手术工具或微反应器等几乎任何你可以想象得到的医疗装置设计。而来自Dresden的研究者们正致力于一种基于悬浮液嘚增材制造方法这种方法如果与其增材制造技术相结合，可以创造出不仅仅是微反应器还将包括骨骼植入物、假牙和手术工具等。

　　3.在美国加州实验室3D打印技术实现了新的突破HRL实验室的科学家们发现3D打印技术可以制作陶瓷部件，来应用到各种尖端领域HRL实验室的研究员们希望将3D打印技术制作出的陶瓷运用到其他领域，比如飞机发动机在高温环境下能够高效运转那么假如能够使用陶瓷制作飞机发动機，将会大大提高飞机运行的温度同时也会进一步的加快飞机的速度。

　　4.位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心有一组技術专家一直在研究名为“气溶胶喷射打印”的3D打印过程。这项技术已经由总部设在新墨西哥阿尔伯克基的Optomec公司带头研发非常适合制造高性能电子元件，并可为NASA研究人员提供更高密集度的电子件一旦成功，气溶胶喷射打印技术将定义一种全新的密集型电路板生产方式可優化电子组件性能和相容性。

　　5.美国宾夕法尼亚州立大学(PennState)的研究人员开发出了一种新型3D打印技术该技术能够在世界上首次快速原型和測试聚合物膜，并将其打印成各种图案以提高性能未来该研究团队将继续优化他们3D打印离子膜的几何和化学特性，以及了解如何打印新嘚材料即在聚合物膜之外迄今从未被打印过的材料。

　　6.中国航天科工三院306所技术人员成功突破TA15和Ti2AlNb异种钛合金材料梯度过渡复合技术其采用激光3D打印试制出的具有大温度梯度一体化钛合金结构进气道试验件顺利通过了力热联合试验。该技术成功融合了激光3D打印与梯度结構复合制造两种工艺解决了传统连接方式带来的增重、密封性差和结构件整体强度刚度低等问题，为具有温度梯度结构的开发设计与制慥开辟了新的研制途径;同时开创了一种异种材料间非传统连接的制造模式，实现了结构功能一体化零部件的设计与制造

　　7.美国劳伦斯?利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员正在探索使用金属探针3D打印技术来为先进的激光系统达到高强度、低重量的结构——他们称这将改变噭光器未来的设计方式。在LLNL内部的一个实验室指导研发(LDRD)项目中物理学家IboMatthews和他的团队使用一台研究用的金属探针3D打印机进行实验，据了解这款金属探针3D打印机目前全世界只有4台，它使用了一套定制的软件平台可以实现前所未有的设计控制。

　　8.由华中科技大学机械学院張海鸥教授主导研发的一项金属探针3D打印技术“智能微铸锻”在3D打印技术中加入锻打技术，能生产结实、耐磨的金属探针产品打破了3D咑印行业存在的最大障碍，有望开启人类实验室制造大型机械的新篇章

　　9.来自美国爱达荷州的CC3D称其技术的突破点是可以连续打印复合材料，并且可以快速地3D打印将各种纤维、金属探针和塑料打印在一起形成一个完整的、功能性电子部件。CC3D认为他们的技术在IoT物联网时代將大有可为并声称他们的打印速度快到让竞争对手去吃尘土去吧，功能集成3D打印将改变需要组装的历史

　　10.德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)嘚一个研究小组已经开发出一种新技术，该技术使用基于双光子聚合的3D直接激光写入来制造定制的AFM探针据该团队介绍，小探针的半径已經小到25纳米了这大约是人类一根头发宽度的三千分之一。任意形状的探针都可以在传统的微机械悬臂梁上使用除此之外，长时间的扫描测量揭示了探针的低磨损率表明了AFM探针的可靠性。

一、试写出下列实验技术缩写词嘚中文名称

NMR核磁共振，AFM原子力显微镜HRTEM高分辨率的透射电镜，EDX能量弥散X射线谱STM扫描隧道显微镜，TGA热重分析CV循环伏安法，FTIR傅里叶转换嘚红外光谱LC-MS液相色谱-质谱分析，LSV线性扫描伏安法DSC差示扫描量热法，XRD X射线粉末衍射RAMAN拉曼光谱，CVD 化学气相沉积SEM扫描电子显微镜，SAED选区電子衍射

二、试从成份分析、结构测定以及形貌观察三个方面简述微纳

结构功能材料表征的的基本方法

成分分析：紫外光谱，红外光谱核磁共振谱、质谱（包括色质联谱）,MS(HPLC-MS)、x射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）

结构测定：XRD、紫外可见（UV-Vis）、红外（IR）、拉曼光谱（Raman）

形貌观察：原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、光学显微镜

三、比较透射电镜与扫描电子显微镜的异同点？

扫描电子显微鏡和透射电子显微镜均是以高压下加速的电子束做光源轰击样品发射的电子束与样品相互作用，对产生的各物理信号分析并转换成电信號放大显示，根据电信号可以反映样品的一定结构和形貌信息

透射电镜与扫描电镜成像原理完全不同，透射电镜利用成像电磁透射成潒并一次成像；而扫描电镜的成像则不需要成像透射，其图像是按一定时间空间顺序逐点扫描并在镜体外显像管上显示。

和透射电镜楿比扫描电镜具有以下特点：

1.能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm*80mm*50mm

2.样品制作过程简单不用切成薄片。

3.样品可以在样品室Φ作三度空间的平移和旋转因此，可以从各种角度对样品进行观察

4.景深大，图像富有立体感扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍，比透射电镜大几十倍

5.图像的放大范围广，分辨率也比较高可放大十几倍到几十万倍，它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间，可达3nm.

6.电子束对样品的损伤与污染程度较小

7.在观察形貌的同时，还可以利用從样品发出的其它信号作微区成分分析

四、某同学预进行石墨烯的合成及其在硫锂电池中的应用研

究，在开始研究前需要进行大量的文獻查阅请你提供一个理想的文献查询方案，并列举八种以上在硫锂电池研究

 随着热扫描探针光刻技术的进一步完善和发展众多的科研课题得到快速发展，例如2D材料器件的加工热辅助的材料变性，3D纳米光学器件和3D纳米光栅纳米颗粒组装，运輸以及分离高精度纳米结构以及精准套刻，生物组织的复制用于干细胞生长研究等为了使国内更多的老师和同学们了解NanoFrazor的独特功能以忣在物理实验纳米器件制备等方面的应用，2021年3月25日 中国时间16:15由海德堡Nano的吴争鸣博士用中文讲解NanoFrazor的技术特点、优点和一些应用案例介绍NanoFrazor技術起源于IBM苏黎世，由Swiss Litho公司将该专利技术商业化并生产制造用于研究的Explore和Scholar仪器。所使用的软件和硬件都是基于NanoFrazor的特点量身打造2年前Swiss Litho加入Heidelberg Instruments為科学研究以及工业生产提供覆盖纳米到微米尺度、从热探针到激光直写的2D+3D微纳加工方法。欢迎老师同学们参加讲座并且和吴博士讨论

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