这些表面将有广泛的用途，包括药物研究、生物传感器开发和先进光学。重要的是，这项技术可以用不同的材料创建表面，这些材料可以在表面上绘制图案，而不需要使用昂贵的光掩板或繁琐的洁净室过程。“我经常被问到我是否使用过这种仪器来打印一种特定的化学物质或准备一种特定的系统，”该研究的主要研究员亚当·布伦瑞克说，他是纽约城市大学ASRC纳米科学计划、研究生中心和亨特学院化学系的教员。“我的回答是，我们已经创造了一种在表面上执行有机化学的新工具，它的使用和应用只受限于用户的想象力和他们的有机化学知识。”
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、有机光化学和先进的纳米光刻技术，创造了一种无需掩模的打印机，能够制备精细的有机和生物物质的多路阵列。这种新系统克服了其他生物材料打印技术存在的一些限制，允许研究人员创造4 d对象通过精确结构的物质和每个体素的定制化学成分，作者们称之为“超表面”光刻技术”。
“研究人员一直在努力利用光刻技术在表面上刻划生物分子，但到目前为止，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·瓦勒斯(Daniel Valles)说，他是纽约城市大学研究生中心的博士生，在布伦瑞克实验室工作。“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发生在活细胞上的相互作用，这将导致药物和其他生物启发技术的快速发展。”
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作为概念验证，研究人员利用精确剂量的光来控制每个像素处聚合物的高度，打印出聚合物刷图案。正如自由女神像图片所示，微流体和光源之间的协调控制着每个像素点的化学成分。
“聚合物化学提供了如此强大的工具，在上个世纪，聚合物化学的创新一直是技术的主要驱动力，”该论文的合著者Nathan Gianneschi说，他是西北大学化学、材料科学与工程和生物医学工程的Jacob & Rosaline Cohn教授。“这项工作将这一创新扩展到界面，在那里，任意结构可以以一种高度控制的方式制造，在某种程度上，允许我们对我们所制造的东西进行特征化，并将其推广到其他聚合物。”
“这篇论文是一个环力演示与大规模并行光刻工具能做些什么,”查德墨金说,乔治·b·Rathmann化学教授,西北大学国际纳米技术研究所主任Weinberg艺术与科学学院,不是研究的合著者。“合著者创造了一套强大的能力，应该在化学、材料科学和生物领域大量利用。”
研究人员计划继续开发这一新型打印平台，以提高系统速度，降低像素尺寸，并开发新的化学物质，以增加可成型材料的范围。目前，他们正在利用这个平台创建的模式来理解生物系统中决定识别的微妙相互作用。
来源:纽约市立大学
