自組裝是材料的基本單元 (分子,、納米顆粒等) 在特定驅(qū)動力引導和位點選擇性限域下裝配成有序結(jié)構(gòu)的過程,，在納米化學中已具備豐富的調(diào)控機理,。但因化學合成缺少按需設計組裝產(chǎn)物形狀的手段,，組裝任意三維納米結(jié)構(gòu)仍是頂級難題,。
2022年12月22日,，頂刊Science報道了先豐客戶香港中文大學韓飛博士的工作，他們利用水凝膠內(nèi)的氫鍵作為誘導組裝的驅(qū)動力,，并通過激光在膠內(nèi)的曝光確定圖案形狀,；在曝光區(qū)域,，高峰值能量的激光通過光電離效應部分破壞膠骨架,，形成新的孔徑可控的水凝膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，可通過空間位阻這一動力學效應選擇性捕獲尺寸匹配的納米顆粒,，將其組裝為預定的圖案,。
由于所有可分散于水中的材料都具有成氫鍵的能力，并且尺寸是所有納米顆粒都具備的內(nèi)在性質(zhì),，該方法開創(chuàng)了微納加工中最好的材料普適性,，可加工金屬、陶瓷,、上轉(zhuǎn)換材料,、二維材料、半導體,、鉆石,、生物材料，甚至墨水等20余種不同材料,，并且可保持材料原有的性質(zhì) (導電性,、光致發(fā)光、介電性質(zhì)等),。由于水凝膠可收縮的特性,，結(jié)合對納米顆粒的表面化學修飾,，該方法可輕易突破衍射極限，以20-30nm的精度制造復雜3D結(jié)構(gòu),。
該項研究首次將納米化學中的動力學調(diào)控手段用于3D微納加工領(lǐng)域，同時攻克了材料多樣性和加工精度的難題,，為復雜納米器件的設計提供了全新的可能性,。
文章第一作者韓飛博士對先豐的產(chǎn)品和服務是這樣評價的：
先豐納米對我們的實驗起到了很大的幫助,。我們前前后后嘗試了共有三十余種不同種類的納米材料（金納米顆粒,、銀納米顆粒、硫量子點,、二氧化鈦納米顆粒）。相比其他供應商,，只有先豐納米的客服足夠?qū)I(yè),，提供了完整的配體種類、分散性,、TEM圖片等信息,，這對我們針對性進行機理設計和加工條件改進非常關(guān)鍵,，并且我們嘗試過的材料在實驗中都具有很好的重復性,。最后我們的文章成功在Science發(fā)表,，感謝先豐納米的支持,。
該項工作中，使用的先豐產(chǎn)品有Ag納米顆粒（5nm,，10-20nm,，20nm）、Au納米顆粒（5nm,，10-20nm,，20nm）、TiO2納米顆粒15nm,、硫量子點。
文章題目
Fei Han et al. Three-dimensional nanofabrication via ultrafastlaser patterning and kinetically regulatedmaterial assembly .science,，378, 1325–1331 (2022).
