自组装是材料的基本单元 (分子、纳米颗粒等) 在特定驱动力引导和位点选择性限域下装配成有序结构的过程，在纳米化学中已具备丰富的调控机理。但因化学合成缺少按需设计组装产物形状的手段，组装任意三维纳米结构仍是顶级难题。

2022年12月22日，顶刊Science报道了先丰客户香港中文大学韩飞博士后的工作，他们利用水凝胶内的氢键作为诱导组装的驱动力，并通过激光在胶内的曝光确定图案形状；在曝光区域，高峰值能量的激光通过光电离效应部分破坏胶骨架，形成新的孔径可控的水凝胶网格结构，可通过空间位阻这一动力学效应选择性捕获尺寸匹配的纳米颗粒，将其组装为预定的图案。

由于所有可分散于水中的材料都具有成氢键的能力，并且尺寸是所有纳米颗粒都具备的内在性质，该方法开创了微纳加工中最好的材料普适性，可加工金属、陶瓷、上转换材料、二维材料、半导体、钻石、生物材料，甚至墨水等20余种不同材料，并且可保持材料原有的性质 (导电性、光致发光、介电性质等)。由于水凝胶可收缩的特性，结合对纳米颗粒的表面化学修饰，该方法可轻易突破衍射极限，以20-30 nm的精度制造复杂3D结构。

该项研究首次将纳米化学中的动力学调控手段用于3D微纳加工领域，同时攻克了材料多样性和加工精度的难题，为复杂纳米器件的设计提供了全新的可能性。

该项工作中，使用到的先丰的产品有Ag纳米颗粒（5nm，10-20nm，20nm）、Au 纳米颗粒（5nm，10-20nm，20nm）、TiO2 纳米颗粒 15 nm、硫量子点。

文章题目：Fei Han et al. Three-dimensional nanofabrication via ultrafastlaser patterning and kinetically regulatedmaterial assembly .science，378, 1325–1331 (2022).

链接：DOI：10.1126/science.abm8420.