微成型技术可以成型出尺寸在微米级，甚至纳米级的微型制件。这些微型部件由于在数据存储和生物医药等领域具有十分广阔的应用前景，因而倍受人们关注。
Lehigh大学工程与应用科学的P.C. Rossin学院位于美国宾夕法尼亚州的伯利恒地区，该学院的研究员们重新定义了现有的微成型技术，并成功地将注射成型制件的尺寸降至微米级（10-5cm），乃至纳米级（10-8cm）范围。例如，他们采用注射成型工艺制得了比HIV病毒还要小的接头，大概只有100nm，这相对于传统的注射成型制件实在是太小了。目前，Lehigh大学的研究员们正致力于进一步探索“纳米注射成型”（nano-molding）的奥秘，并期望能够制出通过电子显微镜才能观察得到的制件，尤其是那些具有成型特性的制件。
Lehigh大学的研究团队由P.C. Rossin学院的副院长兼教授John Coulter先生领导，该研究团队主要在小型注射机上进行大量的纳米级注射成型实验。前不久，该团队便在Boy公司一台锁模力为15t的12A型注射机上进行了纳米注射成型实验，并成功成型出了一个面积约为3.3cm2、厚度为0.5mm且重量为0.1g的制品。该制品所使用的材料为Topas环烯烃共聚物（COC），这种COC材料由位于意大利佛罗伦萨市的Topas Advanced Polymers公司提供，具有优异的光学性能、机械稳定性和扫描电镜成像特性。
图1 Lehigh大学选用COC树脂，并通过纳米成型技术成型出了其大学标志(扫描电镜图(SEM)的比例尺为1cm：5μm
该团队的研究项目负责人Aleksander Angelov先生说，此次成型实验所用的模具采用硅材料，并通过标准的微机械加工技术，包括电子束显影技术（electron-beam lithography）和深反应离子刻蚀技术（deep reactive ion etching）等加工而成。通过等离子聚合反应，在模具的表面形成一层厚度为5~10nm的缓释保护层，再将硅模具经过环氧处理后固定于钢支架上，以保证模具在整个成型过程中始终保持固定不动。
图2 图中，单个字符的宽度为250nm（比例尺为1cm：200nm）
该团队实验用的注射成型设备配有一个直径为12mm的螺杆，单次的注射量仅为3ml，约为最大注射量的1/3。Angelov先生介绍说，实验过程设定的模温为135℃，与COC的玻璃化温度（Tg）很相近，从而确保了熔体具有良好的流动性，并使模具具有优异的可复制性。最终制得的制件可使用镊子进行人工脱模。
Lehigh大学的研究团队使用微成型技术加工出了Boy公司的公司标志，每个字母长约50μm，这一长度大约是人体头发直径的1/2。该团队还成型了另一个标志，其字母长度仅为15μm，仅比人类的血细胞大一些。目前，该团队正致力于采用精密注射成型技术，成型出尺寸在50nm以下的接头。
图3 采用微成型技术成型的纳米棒可用于遥感应用，也可以作为纳米线生长的模板，其尺寸为70nm×230nm×50nm（比例尺为1cm：50nm）
这些具有纳米尺寸的零部件拥有非常广阔的应用前景，可以作为一种高密度存储介质，用于存储磁信号或光信号。在生物医药工业中，这些纳米级表面正好可以为细胞提供生长位点，有利于细胞的快速生长。Coulter先生表示，一家南韩的研究机构也开始关注数据存储这一领域，并且该机构成型出的微型制品已经达到了Lehigh大学所能达到的纳米级别。
Boy公司的总裁Robert Koch先生认为，纳米成型技术具有巨大的发展潜力，“因为我们的设备适合于成型小型化制品，我们也非常期待它们能够成为微成型技术进一步发展的关键因素。”(end)
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