清华大学李景虹院士,孙洪波教授,张昊副教授和林琳涵副教授(共同通讯作者)设计了一种纳米颗粒打印策略(3D Pin),该策略将不同纳米颗粒之间的配体互连以创建3D结构。将分子添加剂混合到纳米颗粒悬浮液中,然后在用光照射时分解,产生一种称为粘合剂的高反应性和对称物质,它能够桥接配体。键的形成可以发生在同一纳米颗粒的两个配体内,降低局部胶体稳定性并使颗粒更紧密地结合在一起,或者发生在不同纳米颗粒的两个配体之间,间接产生颗粒间链接。此外,结合通过配体烃链发生,提供完全不受配体表面锚定基团的性质的影响。因此,可以使用多种配体,从而简化油墨制备。总体而言,光触发的反应序列导致固体物质的积聚,该固体物质由光通过液体的焦点路径定义。这种打印方法的另一个优点是最终3D结构中存在少量有机物,特别是与以前的纳米颗粒封装在聚合物基质中的方法相比。理想情况下,最终结构应仅由要打印的固体材料制成,即纳米颗粒。有机分子的存在通常不利于纳米颗粒需要彼此靠近的应用,例如涉及电荷转移(电子,催化等)的应用。Li等人使用的高纳米颗粒含量S方法还允许在打印后通过热剥离或化学剥离去除有机网络,而不会影响物体的形状和强度。相关研究成果以“3D printing of inorganic nanomaterials by photochemically bonding colloidal nanocrystals”为题发表在Science上。