麻省理工学院的“内爆制造”缩小物体以创造纳米版本

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你想要的东西越小，它就越难建造。这是阻碍从电池到光学的许多技术的障碍，但麻省理工学院开发的一项新技术可以通过缩小较大的设计来使纳米材料更容易生产。该方法使用一种可吸收的脚手架来制作比原始结构小1000倍的3D结构。

到目前为止，创建微小3D结构的技术缓慢得令人痛苦，而且复杂程度有限。大多数涉及到使用蚀刻在表面上的2D纳米结构，并添加连续的层，直到获得所需的3D形状。这基本上是非常慢的3D打印。有一些方法可以加快小规模3D打印的速度，但它们只适用于某些特殊的聚合物，这些聚合物在许多应用中都不起作用。麻省理工学院的这项技术是独一无二的，因为它几乎可以处理任何东西-金属、聚合物，甚至DNA。

这项技术借鉴了一种已有的名为扩张显微镜的成像技术；它只是在反向运行。在扩张显微镜中，组织被嵌入到水凝胶中，然后扩张以获得高分辨率扫描。研究小组发现，他们可以在膨胀的水凝胶中创造大规模的物体，然后将它们缩小到纳米级。他们称之为“内爆捏造”。

这一过程始于由一种名为聚丙烯酸酯的吸收材料组成的脚手架。允许荧光素分子的溶液渗透到聚丙烯酸酯中。当它们暴露在激光下时，它们就像脚手架上的路标(见下文)。这使得研究人员可以将分子附着在他们想要的任何位置。分子可以是任何东西，比如金纳米颗粒或量子点。

在这一点上，一切仍然是“大”的--以毫米为尺度，而不是纳米尺度。为了将结构缩小到所需的大小，研究人员向溶液中添加了酸。这消除了聚丙烯酸酯凝胶中的负电荷，使其收缩。这拖曳着分子，导致每个维度的长度减少了10倍，总体积下降了1000倍。

利用目前的实验室技术，该团队可以拍摄体积为1立方毫米、分辨率为50纳米的物体。对于大约1立方厘米的较大物体，它们可以达到500纳米的分辨率。这一限制可能会通过额外的改进来降低。该研究小组正在寻找使用这项技术来创造改进的镜头光学和纳米机器人的方法。