據物理學家組織網7月18日報道，美國麻省理工學院和中佛羅里達大學的研究人員開發(fā)出了一種萬能的新型制造技術，能夠對單個微粒的結構和組成進行前所未有的控制，基于多種材料制造出大量相同的球形粒子，并有望應用于生物醫(yī)學研究、藥物傳送和材料加工等領域。相關研究報告發(fā)表在本周出版的《自然》雜志上。
目前制造球形微粒一般采用“自下而上”的傳統(tǒng)方法，但這種方法只能用于生產十分微小的粒子。此次開發(fā)的“自上而下”的新途徑，能夠在制造纖維的過程中，通過加熱熔化形成一連串球型粒子，仿若置于纖維內部的“珍珠串”一般。它們既可以是由20納米大小的粒子串成的“珍珠串”，也可以是2毫米或這區(qū)間的任意尺寸。此外，由于新方法采用了“批量處理”的方式，每一“珍珠串”上的粒子都能保持相同的大小和特質。
這一技術的基本流程包括創(chuàng)建一個聚合物圓柱體，其中包含內部半導體芯體，即最終的纖維結構的放大模型。隨后，科研人員會將這一初步加工的成品加熱，直至其變軟，能被拉成稀薄的纖維，而纖維的內部結構仍能保持圓柱體最初的內部構形。隨后，纖維將被進一步加熱，使其中的半導體芯體熔成液體，并在纖維內形成一系列離散的球形液滴。這些液滴會在纖維凝固以后被“凍結”在原處，直至之后再被熔解。這也將克服納米粒子傳統(tǒng)生產方法中的一大難題：納米粒子會傾向于聚集在一起。
科學家此前并未觸及這一發(fā)現，是因為需要時間、溫度和材料的精確結合，難度頗大，而此次則是機緣巧合。研究人員表示，任何能夠被拉伸成纖維的材料基本上都能構建出相應的微小粒子，而對于纖維內流體不穩(wěn)定性的管控也對未來電子設備的制造具有深遠的影響。目前來看，短期之內新技術最有可能應用于生物醫(yī)藥領域，基于這種制造方法，兩種或者多種在一般情況下不會相容的藥物，也能在單個粒子中進行結合，只需一次釋放便能傳送至體內的預定目的地。此外，這一技術還有望應用于超材料的構建，以獲得其之前難以實現的光學特性。(新華網)