2015年，清華大學航院張一慧副教授先后以通訊作者和第一作者在《科學》（Science）和《美國科學院院報》（PNAS）發(fā)表系列論文，報道了一種可適用于各種高性能材料的微尺度三維結構組裝方法，為先進微納米系統(tǒng)的制備提供了一種重要的新途徑。這項研究成果是張一慧副教授與伊利諾伊大學Rogers教授研究組通力合作下完成的。
三維微納米結構在生物醫(yī)學器件、微機電系統(tǒng)、光電子器件和超材料等眾多科技領域具有重要而廣泛的應用，一直以來都是科技研究的焦點。現有的三維微納米結構的制備及組裝方法卻較為局限，主要體現在所適用的材料種類和三維幾何構型比較有限，尤其是缺乏高性能半導體材料（譬如單晶硅）的復雜三維結構成型方法。
張一慧副教授與合作者建立的這種微尺度三維結構組裝新方法首次將可控力學屈曲引入至微尺度三維結構組裝，實現了從二維微納米薄膜到三維細微觀結構的高精度組裝。該方法不僅適用于半導體、金屬、聚合物、塑料等各種材料類型，而且適用于不同特征尺度下的材料組裝，例如從100納米到30毫米。與3D打印技術相比，該方法具有適用材料范圍廣、成型速度快、成型過程可控性強等優(yōu)勢。
上述兩篇論文發(fā)表后，其中發(fā)表于《科學》的工作被選為封面論文，發(fā)表之后，很快被《Science》、《Nature》等期刊在Perspectives或Research Highlights專欄中焦點報道，同時得到Chemistry Views、IOP Physics World、Nano Today等專業(yè)機構追蹤，還受到BBC、Discovery News等媒體報道。美國佐治亞理工大學V.V. Tsukruk教授在《科學》同期出版的Perspectives專欄中，認為該工作“展示了一種新典范，它通過設計局部屈曲誘導功能材料迅速彈出成型復雜三維結構。”該項技術的意義在于可以成型出以往三維制備方法無法實現的具有復雜拓撲的三維半導體等高性能結構；該技術還具有適用尺度范圍廣、成型過程可控性強等優(yōu)勢，因而在生醫(yī)器件、微機電系統(tǒng)、光子聲子晶體、超材料、電子電路等領域都具有重要應用前景。
