——记厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院郑高峰教授团队新成果
微纳喷印制造技术作为现代先进制造技术的重要组成部分，凭借其高精度、高分辨率、材料兼容性强、工艺灵活等优势，正逐步成为加速微纳新材料、柔性电子、生物医疗、新能源、信息技术等产业发展的创新驱动力。微纳喷印开创了材料开发和器件系统应用的新范式，推动高端制造产业的转型升级，助力提升我国在先进制造领域的国际竞争力。
厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院郑高峰教授，正是深耕这一领域的开拓者。他长期聚焦精确微纳喷印制造控制理论、技术与装备研究，带领团队持续探索前沿科技创新突破技术瓶颈;致力科研成果落地研发产品并推广应用，为实现复杂器件直接制造与功能微材料规模化生产提供了全新解决方案，取得了巨大经济效益和社会效益。
扎根科研 突破瓶颈促发展
1940年，国立厦门大学首任校长萨本栋先生创立了机电工程学系，此后斗转星移，历经数十年不断发展壮大。2001年，萨本栋微机电研究中心正式成立;2010年，该中心更名为萨本栋微米纳米科学技术研究院。
十余年来，萨本栋微米纳米科学技术研究院聚焦微纳制造与智能制造，始终服务于国家重大战略需求。郑高峰自2006年进入厦门大学以来，便于这里结下了不解之缘。从博士到教授，他带领团队在微纳喷印控制、3D复杂结构薄膜制备等领域取得了系统性创新成果。
新世纪材料科技迅猛发展，各行业对于高性能、大幅宽薄膜的需求愈加突出，因此，高性能膜材料在材料科学领域备受关注。在此领域，微纳3D打印是当前全球先进制造热点之一，但微纳喷印成膜的制备技术也存在瓶颈，导致在喷印过程中出现一些问题。如，单通道微纳喷印成膜相对成熟，但制造效率相对较低;多通道微纳喷印成膜渴望突破高性能、高效率制造，但面临多通道制造强干扰、难控制瓶颈，成膜品质不稳定，制约产业应用。
对此，郑高峰团队提出三项解决方案：首先，针对传统微纳喷印存在材料兼容性差、成膜均匀性低的问题，郑高峰首创微能量聚焦调控机制，形性协同微纳喷印技术。该技术使制造精度提升50%、良品率提高60%，解决了薄膜品质不稳定的核心难题。
其次，针对多通道喷印强干扰、难控制的行业痛点，构建模糊化参数解耦模型，开发多回路自适应模糊控制系统，成功研制幅宽1.2米的成套装备。该装备实现生产效率提升200%、人力成本降低50%，品质稳定性提高60%，突破了多通道微纳喷印的技术瓶颈。
最后，为了解决微纳结构与材料匹配的干涉问题，郑高峰提出外流场约束技术，通过立体复合成膜工艺，实现微纳薄膜内部材料与结构的精准空间分布控制。该技术应用于储能锂离子电池隔膜、生物医学防护膜等领域，显著提升了产品性能。
此外，郑高峰迄今共负责主持横向和纵向项目50余项，他深知科研成果转化的重要性。早在2018年，他就创立了厦门纳莱科技有限公司，将技术成果转化为高性能薄膜产品。如：储能锂离子电池安全隔膜，实现了核壳纳米纤维膜的批量化复合制造，完成了阻燃型电池隔膜产品的开发，隔膜产品在明火中15秒内不会燃烧，并保持90%以上的完整性;高效生物医学防护膜，构建了自生电过滤薄膜增强静电吸附性能，粉尘颗粒与细菌过滤效率优于99%，并集抗菌、除醛、抗紫外线和单向透湿等多种功能为一体，实现了人体健康的高效防护;微纳均相离子交换膜，基于多通道装备实现不同材料配比和梯度的智能调控，可满足不同种离子分离的使用需求，均相膜分离效率提升20%。目前，纳莱科技已成为国家级高新技术企业，公司研发的产品已经在中国铜业、中海油、紫金矿业、龙净环保、科华数据、兰钧新能源等重点企业中获得应用，新增产值超5亿元，现已成为国产微纳米薄膜领域名副其实的领跑者。
最新成果 持续创新赢未来
创新是一个民族进步的灵魂，也是一个国家发展的不竭动力。即使取得了足以让世界瞩目的科研成果，郑高峰依然没有停止创新探索的脚步。近日，郑高峰教授团队联合厦门理工学院机械与汽车工程学院微纳智能制造团队陈华坛博士，在基于电纺直写技术制备纳米纤维自堆叠的压电效应增强型高灵敏度柔性光电探测器方面取得了重要进展。
双方以共同通讯作者身份将相关成果以Piezophototronic Effect-Enhanced Highly Sensitive Flexible Photodetectors Based on Electrohydrodynamic Direct-writing Nanofiber Self-stacking为题，发表在国际顶级期刊杂志Advanced Fiber Materials上。Advanced Fiber Materials是一本定位为国际性、跨学科、高质量的学术期刊，面向材料、能源、环境、信息、生物等交叉学科，发表纤维材料、纤维基器件及其应用领域的创新型研究成果，具有广泛的国际声誉。
该研究发现了微纳尺度条件下压电效应与光电效应的耦合增强作用机制;开发了基于电纺直写的压电与光电材料自堆叠微纳喷印技术，成功构建了低暗电流、高响应速度的压电-光电协同调控高灵敏传感器，为新型高灵敏柔性光电材料及传感器件的开发与应用提供了新的思路。
现如今，6G通信和集成芯片技术已经迅速发展，对小型轻量化光电探测器的灵敏度和功耗提出了更高要求。柔性光电探测器在人体信号检测和紧凑型通信系统中有应用潜力，但面临诸多挑战。柔性衬底的拉伸弯曲会降低探测器电子迁移率;非响应性光敏元件在衬底变形时会产生寄生光电流，增加功耗。此外，现有复合柔性光敏材料存在缺陷导致电流损耗增加，传统制备方法难以保证材料一致性和均匀性，后处理技术又会影响材料与柔性衬底之间的界面相容性。因此，开发能有效整合柔性衬底和光敏材料的光电探测器至关重要。
对此，郑高峰团队和陈华坛团队提出将压电效应增强的传感组件应用于柔性光电探测器，利用电纺直写技术，精准调控纳米纤维的组装，成功实现铜氨络合物纳米纤维在氧化锌纳米纤维上的自堆叠，构建出高灵敏光电探测器。
该探测器性能卓越，暗电流可低至0.1μA，静态功耗显著降低;在紫外线照射下，响应度高达13.3A/W，响应时间仅11ms，恢复时间为9ms。探测器阈值电压可通过改变堆叠层数在6-20V之间灵活调节。双方团队通过多种表征手段对探测器的结构和性能进行了深入分析，揭示了其性能提升的机制，研究发现堆叠改变了能带结构，降低暗电流的同时，还通过内部电场增强光电流。
基于光电探测器，双方团队设计了紫外通信和显示系统，这两个系统在短距离通信领域展现出巨大潜力，能够实现安全高效的信息传输与显示。
在紫外通信系统中，无线光通信需要稳定、低功耗且阈值电压可调的柔性光检测系统。而紫外线光通信因低噪声优势在近场无线电屏蔽领域具有重要应用价值。通信时，发送端将字母编码为二进制代码，以此调制紫外激光的开关，信号经一定距离传输后，被探测器接收。这一成果展示了该系统在实际应用中的可靠性和高效性，为短距离通信提供了新的解决方案。
而紫外显示系统利用掩模板协议，通过移动掩模板，用柔性光电探测器接收光电信号，收集电流数据，再由计算机处理分析并根据灵敏度上色，最终形成清晰图像。紫外显示系统具备良好的显示性能，在信息展示领域有潜在的应用价值，为相关显示技术的发展提供了新的思路和方向。
但每一项创新技术的背后，都隐藏着一段鲜为人知的研发历程。“谁无暴风劲雨时，守得云开见月明”，正是因为郑高峰近20年来的坚持不懈科研，努力开拓创新，绽放耀眼的科研之光。这位深入探索创新微纳喷印技术的科研工作者，始终怀揣着一颗科研报国的赤诚之心，这颗初心不仅历久弥新，更驱动着他向着更为深远的领域延伸。
未来，郑高峰将继续坚持钻研，持续推进微纳喷印技术的创新与突破，同时为国家培养人才，助力实现科技强国、人才强国，让中国的科技在世界舞台上熠熠生辉，让我们拭目以待!(文/王超)
