一种简单、可扩展的方法，使用光3D打印螺旋纳米结构

密歇根大学研究人员的一项研究表明，一种新的螺旋金属纳米颗粒制造工艺为快速生产生物医学和光学设备所必需的材料提供了一种更简单、更便宜的方法

“我们的动力之一是大幅简化复杂材料的制造，这些材料是当前许多技术的瓶颈，”密歇根大学欧文·朗缪尔杰出大学化学科学与工程教授、该研究的共同通讯作者Nicholas Kotov说，该研究发表在《美国国家科学院院刊》上

手性表面&mdash；意味着表面缺乏镜像对称性（例如左手和右手）&mdash；具有在纳米尺度上弯曲光的能力的材料需求量很大。这项新研究展示了一种通过3D打印纳米级螺旋“森林”来制造它们的方法。将螺旋的轴与光束对齐可以产生强大的光学旋转，使手性能够在健康和信息技术中得到利用，而手性是常见的

等离子体金属的手性表面更受欢迎，因为它们可以产生一大类非常敏感的生物探测器。例如，它们可以检测特定的生物分子&mdash；由危险的耐药细菌、突变的蛋白质或DNA产生&mdash；这可以帮助靶向疗法的发展。这些材料还提供了推进信息技术的潜力，通过利用光与电子系统（即光纤电缆）的相互作用，创造更大的数据存储容量和更快的处理速度

尽管这些由直立螺旋形成的特殊3D结构表面是非常需要的，但传统的制造方法复杂、昂贵，而且会产生大量浪费

这些材料通常是使用高度专业化的硬件制作的&mdash；例如双光子3D光刻或离子/电子束诱导沉积&mdash；仅在少数高端设施中提供。这些方法虽然准确，但在低压或高温条件下需要耗时的多步骤处理

3D打印已被建议作为一种替代方案，但现有的3D打印技术不允许纳米级分辨率。作为一种解决方案，密歇根大学的研究团队开发了一种方法，使用螺旋光束产生具有特定旋向和螺距的纳米级螺旋

螺旋光对螺旋结构的3D打印是基于大约10年前在U-M发现的光-物质手性转移

在推进3D增材制造的同时，从银盐水溶液中进行的单步、无掩模、直接写入打印为纳米光刻提供了一种替代方案。金属螺旋的光驱动打印的处理简单性、高偏振旋转和精细空间分辨率将大大加速下一代光学芯片复杂纳米级结构的制备