KAIST发明室温3D打印技术 可实现微型红外传感器

盖世汽车讯 即使在黑暗中也能识别物体的“电子眼”技术取得了新的进展。红外传感器作为自动驾驶汽车激光雷达、智能手机3D人脸识别系统以及可穿戴医疗设备等设备的“视觉”组件，被视为下一代电子产品的关键部件。据外媒报道，韩国科学技术研究院（KAIST）的研究团队及其合作者开发出了世界上首个室温3D打印技术，可以制造任意形状和尺寸的微型红外传感器。

图片来源： KAIST

该研究团队由KAIST机械工程系Ji Tae Kim教授领导，与韩国高丽大学（Korea University）Soong Ju Oh教授和香港大学（University of Hong Kong）Tianshuo Zhao教授合作。该技术能够在室温下制造尺寸小于10微米（µm）的超小型红外传感器，并可根据需求定制形状和尺寸。

红外传感器将不可见的红外信号转换为电信号，是实现未来电子技术（例如机器人视觉）的关键组件。因此，小型化、轻量化和灵活的外形设计变得日益重要。

传统的半导体制造工艺虽然适用于大规模生产，但难以灵活适应快速变化的技术需求。此外，这些工艺需要高温处理，这限制了材料选择并消耗大量能源。

为了克服这些挑战，研究团队开发了一种超精密3D打印工艺，该工艺使用液态纳米晶体墨水形式的金属、半导体和绝缘体材料，并在单个打印平台上逐层堆叠。

这种方法能够在室温下直接制造红外传感器的核心部件，从而实现各种形状和尺寸的定制微型传感器。

尤其值得一提的是，研究人员通过应用“配体交换（ligand-exchange）”工艺，无需高温退火即可获得优异的电性能。在该工艺中，纳米颗粒表面的绝缘分子被导电分子取代。

最终，该团队成功制造出超小型红外传感器，其厚度小于人类头发丝的十分之一（小于10微米）。

Ji Tae Kim教授评论道：“所开发的3D打印技术不仅推进了红外传感器的微型化和轻量化设计，而且为创造以前难以想象的创新外形产品铺平了道路。此外，通过减少高温工艺带来的巨大能耗，该方法可以降低生产成本，实现环保制造，从而有助于红外传感器行业的可持续发展。”

该研究成果于2025年10月16日在线发表于期刊《Nature Communications》（Nature Communications），标题为“配体交换辅助打印胶体纳米晶体以实现全打印亚微米光电子器件（Ligand-exchange-assisted printing of colloidal nanocrystals to enable all-printed sub-micron optoelectronics）”。