飞秒激光3D打印蛋白质光子器件  

Protein Photonics Devices Fabricated by Femtosecond Laser 3D Printing

作　　者：郑博元[1] 孙允陆[1] 陈岐岱[1] 段吉安[2] 

机构地区：[1]吉林大学电子科学与工程学院,长春130012 [2]中南大学机电工程学院,长沙410083

出　　处：《中国基础科学》2016年第5期28-34,F0002,共8页China Basic Science

基　　金：973计划(2011CB013003)

摘　　要：蛋白质是生命活动得以进行的重要物质基础。经过长期的自然进化,多种多样的蛋白质分子结构、性质、功能独特而又千差万别,且很多都难以被人工材料所仿制和替代。近年来,人们将各种蛋白质(及衍生物)基生物材料与先进微纳加工和集成技术有机结合,以蛋白质为重要、关键乃至核心材料,实现了各种新型功能化微纳结构、器件与集成系统——这已成为蛋白质基生物材料的一个重要的前沿研究方向、应用领域和发展趋势。尤其是蛋白质(及衍生物)在微纳光/电(子)相关的多学科领域交叉性应用方兴未艾。但是,大部分微纳加工成型技术在亚微米乃至纳米精度真三维等能力上的不足或缺失,限制了蛋白质基生物材料在微纳尺度应用的进一步发展(尤其是三维光子器件与系统)。而另一方面,利用飞秒激光直写技术,人们已经成功地制备了各种器件构型的高质量二维和三维微纳光子器件。本文着重介绍利用蛋白质材基的飞秒激光直写技术。首先,以蛋白质基材料作为人工合成聚合物的环境、生物兼容理想替代材料,获得亚微米乃至纳米级精度的各种高质量二维和三维蛋白质基微纳光/电器件,较好地实现其原型功能;其次充分挖掘、利用蛋白质本征性质,赋予所制备器件新颖多样的特性与功能。最终实现在材料功能特性和器件几何构型上"双重"任意设计和可控的飞秒激光直写定制,而有助于推动其多样化的应用拓展。Protein is the important substance basis of life. After evolution, there are different protein molecular structures and as a result, different kind of protein have different function. Although the human beings were able to compound different kinds of matters, we can＇t compound matters as the same as natural protein. Nearly, the researchers combined biomaterials with micro/nano- fabrication technologies, and took protein as the central material to fabricate other functional devices or integrated systems. But most of micro/nanofabrication technologies don＇t have enough ability at 3D fabricated. On the other hand, using femtosecond laser direct writing, the human beings can fabricate 3D devices easily. In this work, we fabricated protein-based devices by femtosec- ond laser direct writing. Then, we could fabricate functional devices come true.

关 键 词：激光 飞秒 3D打印 蛋白质 光电器件 

分 类 号：TH74[机械工程—光学工程]