Forskare från Swinburne University of Technology och University of Science and Technology i Kina har utvecklat en lågkostnadsteknik som lovar en rad vetenskapliga och tekniska tillämpningar.

De har kombinerat laserutskrift och kapillärkraft för att bygga komplexa, självmonterande mikrostrukturer med hjälp av en teknik som kallas laserprinting capillary-assisted self-assembly (LPCS).

Denna typ av självmontering ses i naturen, som i geckofötter och salviniabladet, och forskare har försökt efterlikna dessa multifunktionella strukturer i årtionden.

Forskarna har funnit att de kan kontrollera kapillärkraften - tendensen hos en vätska att stiga i smala rör eller dras in i små öppningar - genom att ändra ytstrukturen på ett material.

"Med hjälp av laserutskriftstekniker kan vi kontrollera storleken, geometri, elasticitet och avstånd mellan små pelare – smalare än bredden på ett människohår – för att få den självmontering som vi vill ha, "Swinburnes Dr Yanlei Hu, sa. Han är huvudförfattare till en studie publicerad i den prestigefyllda Proceedings of the National Academy of Science .

Ultrasnabb laserutskrift producerar en rad vertikala nanorods av varierande höjd. Efter laserprocessen, materialet tvättas i ett framkallningslösningsmedel med en metod som liknar traditionell mörkrumsfilmbehandling. Den gravitationsstyrda kapillärkraftsskillnaden skapar pelare med olika fysikaliska egenskaper längs olika axlar.

"En möjlig tillämpning av dessa strukturer är i system för fällfrisättning av mikroobjekt på chip som är efterfrågade inom kemisk analys och biomedicinsk utrustning, " sa medförfattaren Dr Ben Cumming.

Forskarna visade LPCS-strukturernas förmåga att selektivt fånga och frigöra mikropartiklar.

"Denna hybridstrategi för att förbereda hierarkiska strukturer har enkelhet, skalbarhet och hög flexibilitet i jämförelse med andra toppmoderna metoder som fotolitografi, elektronstrålelitografi och mallreplikering, " Direktör för Center for Micro-Photonics i Swinburne, Professor Min Gu, sa.

"Dessutom, de sammansatta cellerna kan användas som automatiska mikrogripare för selektiv infångning och kontrollerbar frigöring, föreslår många potentiella tillämpningar inom kemiområdet, biomedicin och mikrofluidteknik."

Uppsatsen "Laserutskrift hierarkisk struktur med hjälp av kontrollerad kapillärdriven självmontering" har publicerats i Proceedings of the National Academy of Science .