飞秒激光加工应用，飞秒激光加工方法的主要优势

科技日报合肥8月10日电(记者吴长锋)记者10日从中国科学技术大学获悉，该校微纳工程实验室吴东教授团队提出了飞秒激光写入多种材料于一体的加工策略，并由此制造出由温敏水凝胶和金属纳米颗粒组成的微机械关节，进而研制出具有多种变形模式的多关节仿人微电机。该研究成果日前发表在《自然通讯》上。

近年来，飞秒激光双光子聚合技术作为一种真正的纳米精度三维加工方法，被广泛用于制造各种功能微结构。这些微结构广泛应用于微纳光学、微传感器和微机械系统。

据研究人员介绍，飞秒激光二合一加工策略包括通过不对称双光子聚合构建水凝胶关节和在关节局部区域激光还原沉积银纳米粒子。其中，不对称光聚合技术使水凝胶微关节的交联密度在局部区域呈现各向异性，最终使其发生方向和角度可控的弯曲变形。原位激光还原沉积可以在水凝胶关节上精确加工银纳米颗粒。这些银纳米粒子具有很强的光热转换效应，使得多关节微机械的模态切换表现出超短响应时间和超低驱动功率的优异特性。

作为一个典型的例子，八个微关节集成在一个人形微机械上。然后利用空间光调制技术实现三维空间的多聚焦光束，从而精确刺激各个微关节。多个关节的协同变形促使仿人微操作器完成多种可重构变形模式。最终在微米尺度上实现了“会跳舞的微型机器人”。作为概念验证，通过设计微关节的分布和变形方向，双关节微操作器可以在相同方向和不同方向收集多个粒子。

研究人员表示，飞秒激光二合一加工策略可以在三维微结构的各个局部区域构建可变形微关节，实现多种可重构变形模式。未来，具有多种变形模式的微操作器将在微货物收集、微流体操作和细胞操纵等方面展现出广阔的应用前景。