機(jī)械社區(qū)

聽起來是不是有點(diǎn)瘋狂或者太過高科技了？好吧，如果您對(duì)量子材料這個(gè)概念不太清楚的話，這是可以理解的，因?yàn)榫退闵硖幾顬榍把乜蒲蓄I(lǐng)域的科學(xué)家們也還沒有對(duì)其充分了解。經(jīng)典物理學(xué)中的日常規(guī)律根本無法解釋在這些材料中發(fā)現(xiàn)的、幾乎算得上是怪異的相互作用，但是這種材料具有非常有用的磁性和電子屬性。

就在這個(gè)充滿未知的領(lǐng)域，Hoffman將利用她的知識(shí)啟動(dòng)一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將一個(gè)原子一個(gè)原子地3D打印對(duì)象，以組裝出量子異質(zhì)結(jié)構(gòu)——這是一種由多種材料、只適用于量子物理學(xué)法則的對(duì)象。她希望能夠在未來幾年里完成這樣的壯舉，或者至少為這樣的目標(biāo)打下一個(gè)基礎(chǔ)。

那么，Hoffman打算究竟怎么樣在這樣一個(gè)令人難以置信的圍觀尺度上3D打印對(duì)象？她計(jì)劃將兩種關(guān)鍵的工藝組合起來，其中包括分子束外延（MBE）技術(shù)——它可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)原子層的垂直堆疊（這代表Z軸）；以及掃描探針光刻技術(shù)——它能夠使用一種極其鋒利的尖端移動(dòng)和放置在橫向方向上的單個(gè)原子（表示X軸和Y軸）。這兩種技術(shù)單個(gè)而言，都不能構(gòu)建起3D結(jié)構(gòu)，但是，Hoffman稱，如果將它們結(jié)合起來，有可能實(shí)現(xiàn)原子水平的3D打印。

“我們尋求在原子尺度上將任意電子結(jié)構(gòu)精確地嵌入3D材料�！比ツ闔offman在向Gordon and Betty Moore基金會(huì)解釋她的計(jì)劃時(shí)說。 去年她向加拿大政府提交了一個(gè)在原子尺度3D打印的CERC提案，以及一項(xiàng)向Moore基金會(huì)尋求資助她的研究的提案。 這兩項(xiàng)提案獲得了資助，但我尚沒有結(jié)果可報(bào)告�！盚offman稱，“這是一個(gè)長期的、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的研究項(xiàng)目，所以我并不期待憑著這些資助會(huì)在5年或者7年之內(nèi)就會(huì)出結(jié)果�！�/ n2 D% z. @) d0 `* O
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雖然這無疑也是3D打印的一種形式，但是它比我們都熟知的那些技術(shù)要復(fù)雜的多，因?yàn)橐�在微觀世界里操弄原子，可不是一件容易的事，其實(shí)原子彈就是其中最為簡單，又為大眾所深知的原子級(jí)別的應(yīng)用。至于Hoffman要開發(fā)的原子級(jí)別3D打印技術(shù)，為了便于理解，她打了一個(gè)比方，就像一本由多個(gè)單原子厚的書頁組成的書，然后科學(xué)家們會(huì)一頁頁地將其逐個(gè)堆積起來，形成結(jié)構(gòu)。

如果成功的話，這將對(duì)人類的未來產(chǎn)生無與倫比的影響，那就是真的到了無物不可3D打印的程度了，試想一下，就目前而言，作為組成物質(zhì)的最小單位，用原子進(jìn)行3D打印的話還需要什么材料？就算憑空3D打印出一塊金子來也不是不可能的，當(dāng)然，真的到了那個(gè)地步，實(shí)際情況可能沒有這么簡單，原子間的組合起碼得有巨大的能量才行。但是，起碼我們看到了這種可能性，不是嗎？