【中國(guó)智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的研究人員預(yù)測(cè)原子尺度的3D打印技術(shù)將能夠創(chuàng)建更強(qiáng)、更輕、更智能的材料。其中那些涉及到電子和離子的增材制造方法可以用于開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)、太陽(yáng)能電池和其他技術(shù)。　　近日，在某雜志上發(fā)表的一篇論文中，ORNL的研究人員對(duì)幾種原子尺度的3D納米加工技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估，推薦了幾種可以經(jīng)過(guò)改進(jìn)以適合在原子尺度上創(chuàng)造材料的方法。傳統(tǒng)的3D打印機(jī)處理形狀的方式是先對(duì)其進(jìn)行分層，然后再將其轉(zhuǎn)化成物理對(duì)象，而科學(xué)家們?cè)O(shè)想的被稱(chēng)為“受控物質(zhì)（directedmatter）”的方法則涉及到一個(gè)原子一個(gè)原子的制造結(jié)構(gòu)。科學(xué)家們相信這種形式的增材制造可以讓制造上面創(chuàng)建出具有極其結(jié)構(gòu)的近乎的材料。“能夠一個(gè)原子一個(gè)原子地以3D的方式組裝材料使我們能夠在設(shè)計(jì)出在環(huán)境下更強(qiáng)、更輕、更牢固的材料，并未能源、化學(xué)、信息學(xué)提供經(jīng)濟(jì)的解決方案。”該論文的作者之一OlgaOvchinnikova說(shuō)。
　　
　　盡管傳統(tǒng)的制造技術(shù)已有效地為人類(lèi)服務(wù)了好幾千年，但是近興起的增材制造技術(shù)正在為科學(xué)家們創(chuàng)造材料提供一種極其、的手段。ORNL的研究人員們?cè)敿?xì)，這種“受控物質(zhì)”的方式將使材料和工藝制作迎來(lái)新的曙光。重要的是，他們認(rèn)為通過(guò)這種技術(shù)所帶來(lái)的改變將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以前任何一次技術(shù)革命。
　　
　　通過(guò)在原子精度上控制物質(zhì)，科學(xué)家們可以創(chuàng)建量子計(jì)算機(jī)、更加且功能強(qiáng)大的手機(jī)，更好的太陽(yáng)能電池和更強(qiáng)大更便宜的材料能。據(jù)了解，雖然這種“在3D空間完全控制原子排列和結(jié)合”的技術(shù)還沒(méi)有被人類(lèi)掌握，但是研究人員相信——無(wú)論終怎么演化——該技術(shù)都將成為未來(lái)技術(shù)的一個(gè)組成部分：“實(shí)際上難以預(yù)測(cè)它到底要去向何方，以及該技術(shù)將如何改變我們的生活，但我們打算找出它。”Ovchinnikova說(shuō)。　　尤其不同尋常地是，對(duì)于這種如此科幻的技術(shù)來(lái)說(shuō)，很多受控物質(zhì)的概念需要依賴(lài)于一些本來(lái)設(shè)計(jì)為其它用途的舊的科學(xué)儀器，以及建立在幾十年前的科學(xué)研究的基礎(chǔ)之上。例如，20世紀(jì)30年代的透射電子顯微鏡，該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)單原子成像、化學(xué)應(yīng)變成像和皮米級(jí)結(jié)構(gòu)映射。利用這種儀器，科學(xué)家們能夠制造出特征分辨率不到10納米的心材料。“這種交互式的、結(jié)合了電子（以及離子）的成像顯微鏡，可以作為下一代納米制造工具的基礎(chǔ)。”該論文的作者StephenJesse說(shuō)。