定向自卷曲超薄纳米金刚石薄膜形成三维结构

有机/无机纳米薄膜组装/自组装成三维结构的应用广泛，对于具有优异性能的金刚石薄膜构筑成三维结构的一大难点就是其自身的高硬度。近期，复旦大学材料科学系的梅永丰教授通过结合微纳加工中自上而下的方法与自组装中卷起纳米技术成功实现了百纳米级厚金刚石薄膜的卷曲，并通过预先设定的图形可控地加工了三维纳米管、锯齿状纳米带、嵌套管、嵌套环以及定向的螺旋结构。对于三维纳米管的直径可以通过调节圆形纳米薄膜的厚度实现并且加工的阵列呈现高度的一致。对于加工出的“曲球棍”状的纳米薄膜，可以通过调节长边与短边的角度来控制螺距。以上结果均与有限元模拟相符。同时，卷曲的纳米金刚石管状微腔呈现了强的稳定的光学共振，并显示了偏振依赖的NV色心发射。该结果充分表明了包括金刚石在内的无机硬膜组装与自组装有着潜在的优势。相关成果发表在Adv. Mater. 2017, 1604572上。

图1 纳米金刚石薄膜三维结构的2D、3D模型以及SEM照片。

图2 金刚石微管结构的SEM图及其荧光光谱。