纽约市立大学高级科学研究中心 上面的自由女神像展示了聚合物刷超曲面光刻的能力
荧光聚合物刷由表面上的引发剂印刷，颜色密度的变化对应于聚合物高度的差异，这可以在图像中的每个像素处独立控制
学分:高级科学研究中心 纽约市立大学研究生中心高级科学研究中心和西北大学的研究人员发明了一种四维打印机，能够构建图案化的表面，重现细胞表面的复杂性
这项技术在《自然通讯》新发表的一篇论文中有详细介绍，它允许科学家将有机化学、表面科学和纳米光刻技术结合起来，构建精确设计的纳米图案表面，用精细的有机或生物分子装饰
这些表面将有多种用途，包括药物研究、生物传感器开发和高级光学
重要的是，这种技术可以用不同的材料制作表面，并且这些材料可以在表面上形成图案，而不需要使用昂贵的光掩模或繁琐的洁净室工艺
“我经常被问及是否使用过这种仪器来打印特定的化学物质或准备特定的系统，”该研究的主要研究者亚当·布伦瑞克说，他是纽约市立大学ASRC纳米科学项目、研究生中心和亨特学院化学系的教员
“我的回答是，我们创造了一种在表面上进行有机化学的新工具，它的使用和应用只受到用户想象力和他们对有机化学知识的限制
" 这种被称为“聚合物刷超表面光刻”的印刷方法结合了微流体技术、有机光化学技术和先进的纳米光刻技术，创造了一种无掩模印刷机，能够制备复杂的有机和生物物质阵列
这种新系统克服了其他生物材料印刷技术中存在的许多限制，允许研究人员在每个体素上创建具有精确结构物质和定制化学成分的4-D对象——作者称之为“超表面光刻”的能力
“研究人员一直致力于使用光刻技术在表面形成生物分子图案，但迄今为止，我们还没有开发出一个足够复杂的系统来构建像细胞表面这样复杂的东西，”丹尼尔·巴雷斯说，他是纽约市立大学布伦瑞克实验室的博士生
“我们设想使用这个系统来组装合成细胞，使研究人员能够复制和理解活细胞上发生的相互作用，这将导致药物和其他生物传感技术的快速发展
" 作为概念验证，研究人员使用精确的光量印刷聚合物刷图案，以控制每个像素的聚合物高度
如自由女神像所示，微流体和光源之间的协调控制着每个像素的化学成分
“聚合物化学提供了如此强大的一套工具，聚合物化学的创新是整个上个世纪技术的主要驱动力，”该论文的合著者内森·吉安内斯基说，他是西北大学雅各布和罗莎琳·科恩化学、材料科学与工程和生物医学工程教授
“这项工作将这一创新扩展到界面上，在界面上可以以高度可控的方式制造任意结构，并使我们能够表征我们所制造的东西，并将其推广到其他聚合物中
" “这篇论文是对大规模并行光刻工具的一个强力演示，”查德·米尔金说
拉特曼，化学教授和西北大学温伯格艺术与科学学院国际纳米技术研究所所长，他不是这项研究的合著者
“合著者已经创造了一套强大的功能，应该在化学、材料科学和生物社区中大量使用
" 研究人员计划继续开发这种新型打印平台，以提高系统速度，减小像素尺寸，并开发新的化学物质来扩大可图案化材料的范围
目前，他们正在使用这个平台创建的模式来理解生物系统中支配识别的微妙相互作用
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