微细金属薄膜在“水面”上再现……新型纳米印刷技术问世

by Jeong Ilwoong

Published 15 Jun.2026 08:34(KST)

一种可在水面上将复杂金属电路覆印到三维表面的全新概念纳米印刷技术已被开发出来。该印刷技术不仅无需胶黏剂等材料，还能在不损伤表面的情况下完成转印，预计将在尖端产业领域得到广泛应用。

金属薄膜纳米结构水中悬浮技术及转印工艺示意图。KAIST供图

韩国科学技术院15日表示，机械工程系Park Ingyu讲席教授研究团队与韩国机械研究院(KIMM) Jeong Junho博士团队、高丽大学Ahn Junseong教授团队联合开发出“水面悬浮纳米转印印刷”技术。

水面悬浮纳米转印印刷可将漂浮在水面的精密金属薄膜（纳米结构）转移并附着到三维表面。

首先，联合研究团队在高分子框架上沉积厚度为20纳米的金、铂、钯、镍等金属薄膜，随后利用被称为“等离子体”的高能电离气体，选择性去除框架的部分区域。

此外，当将该结构放入水中时，水会渗入细微缝隙之间，使金属薄膜按原有形态漂浮至水面，再通过将目标物体浸入漂浮薄膜下方后提起的“舀取”方式，完成金属电路转印。

随后，水分干燥时产生的毛细力（液体在狭窄空间中移动的力量）会使电路紧密贴合表面，并通过分子间引力在无需胶黏剂的情况下牢固固定，这就是水面悬浮纳米转印印刷的实现原理。

联合研究团队为解决现有纳米转印印刷的局限，提出了“让金属电路漂浮在水面上”的新方法。

纳米转印印刷在将微细电子电路转移到其他表面时，需要高温、压力以及胶黏剂（或化学溶剂）。因此，该技术难以应用于对热和压力敏感的生物组织以及复杂曲面。

联合研究团队表示，与此不同，水面悬浮纳米转印印刷突破了纳米转印印刷的限制，可在尖端产业领域实现多样化应用。

（从左起）韩国科学技术院机械工程系 Park Ingyu 教授、韩国科学技术院机械工程系博士课程 Kang Byeongho、韩国机械研究院责任研究员 Jeong Junho、高丽大学世宗校区 Ahn Junseong 教授。韩国科学技术院供图

实际上，联合研究团队还成功将电路转印到荷叶等强烈排斥水分的疏水性表面。研究团队通过在水中加入少量乙醇、降低表面张力（液体表面趋于收缩的力量）的方式，克服了现有纳米转印印刷的局限。

水面悬浮纳米转印印刷最大的优势在于，能够在保持纳米图案原有形态的同时，应用于多种表面。

联合研究团队还利用该技术制备了可附着于植物叶片和水果表面的表面增强拉曼散射传感器，并借此成功检测出柠檬和橙子表面的农药成分福美双。

此外，研究团队还将钯网状结构转印到具有优异伸缩性的热塑性聚氨酯纤维上，制成了可穿戴高性能氢气传感器。

Park Ingyu讲席教授表示：“水面悬浮纳米转印印刷突破了现有纳米转印印刷的局限，使纳米图案能够在活体植物叶片和皮肤等敏感表面上，在无需使用胶黏剂等材料的情况下原样再现。”他还称，“该技术有望应用于从不损伤农作物的农药检测智慧农业，到下一代机器人电子皮肤等多个领域。”

另一方面，此次研究由韩国科学技术院机械工程系博士生Gang Byeongho作为第一作者参与完成。研究成果近日发表于国际学术期刊《Nature Communications》网络版。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。