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Mechanical nanolattices printed using nanocluster-based photoresists

纳米团簇 纳米复合材料 材料科学 纳米材料 纳米技术 纳米结构 制作 量子点 聚合物 纳米尺度 复合材料 医学 病理 替代医学
作者
Qi Li,John Kulikowski,David Doan,Ottman A. Tertuliano,Charles J. Zeman,Melody M. Wang,George C. Schatz,X. Wendy Gu
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:378 (6621): 768-773 被引量:50
标识
DOI:10.1126/science.abo6997
摘要

Natural materials exhibit emergent mechanical properties as a result of their nanoarchitected, nanocomposite structures with optimized hierarchy, anisotropy, and nanoporosity. Fabrication of such complex systems is currently challenging because high-quality three-dimensional (3D) nanoprinting is mostly limited to simple, homogeneous materials. We report a strategy for the rapid nanoprinting of complex structural nanocomposites using metal nanoclusters. These ultrasmall, quantum-confined nanoclusters function as highly sensitive two-photon activators and simultaneously serve as precursors for mechanical reinforcements and nanoscale porogens. Nanocomposites with complex 3D architectures are printed, as well as structures with tunable, hierarchical, and anisotropic nanoporosity. Nanocluster-polymer nanolattices exhibit high specific strength, energy absorption, deformability, and recoverability. This framework provides a generalizable, versatile approach for the use of photoactive nanomaterials in additive manufacturing of complex systems with emergent mechanical properties.
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