将纳米级和微米级物体组装成三维结构的方法与流程

相关申请的交叉引用依据35u.s.c.§119(e)，本申请要求2015年6月8日提交的名为“组装纳米级和微米级物体(objects)的方法”的美国临时申请号62/172,315的优先权，出于所有目的通过引用的方式将其内容整体并入本文。
背景技术：
：现代材料科学的一个目标涉及从微米或纳米量级尺寸的微米级成分(elements)生产宏观尺度(macro-scale)的结构。可对此类结构进行定制，以使其具有使用常规制造技术不可获得的新机械性质、电学性质和光学性质。常规微米级制造工艺(例如半导体工业中使用的工艺)不能从微米级成分生产宏观尺度的结构。例如，常规半导体制造设备和工艺不能生产纵横比(aspectratios)远远大于约50:1或约100:1的微米级成分。常规增材制造设备和工艺(通常称为“3d打印”)不能生产微米或纳米量级尺寸的物体，而且不能从微米级成分快速生产宏观尺度的结构。技术实现要素：根据本文公开的方面，提供了将微米/纳米级物体组装成三维结构的方法。所述方法包括：在基底的表面上形成第一功能部分的图案(pattern)；使所述基底的表面与包含第一微米/纳米级原料成分的第一液体悬浮液接触，所述第一微米/纳米级原料成分在所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分上经与所述第一功能部分互补的第二功能部分功能化，并在所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分上经第三功能部分功能化；使所述第一液体悬浮液中的所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分与所述基底的表面对齐(aligning)；以及促使所述第二功能部分结合至所述第一功能部分，以在所述基底的表面上形成所述第一微米/纳米级原料成分的第一介观结构(mesostructure)图案。所述方法进一步包括：使所述基底的表面上的所述第一微米/纳米级原料成分的所述第一介观结构图案与包含微米/纳米级接头原料成分的第二液体悬浮液接触，所述微米/纳米级接头原料成分在所述微米/纳米级接头原料成分的第一部分上经与所述第三功能部分互补的第四功能部分功能化，并在所述微米/纳米级接头原料成分的第二部分上经第五功能部分功能化；使所述第二液体悬浮液中的所述微米/纳米级接头原料成分的第一部分与第一组所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分对齐；以及促使所述第四功能部分结合至所述第三功能部分，以在所述基底的表面上形成微米/纳米级物体的第二介观结构。所述方法进一步包括：使所述基底的表面上的微米/纳米级原料成分的所述第二介观结构图案与包含第二微米/纳米级原料成分的第三液体悬浮液接触，所述第二微米/纳米级原料成分在所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分上经与所述第五功能部分互补的第六功能部分功能化，并在所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分上经第七功能部分功能化；使所述第三液体悬浮液中的所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分与第一组所述微米/纳米级接头原料成分的第二部分对齐；使所述第三液体悬浮液中的所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分与第二组所述微米/纳米级接头原料成分的第二部分对齐；以及促使所述第六功能部分和所述第七功能部分结合至所述第五功能部分，以在所述基底的表面上形成微米/纳米级物体的三维结构。在一些实施方式中，促使所述第四功能部分结合至所述第三功能部分以及促使所述第六功能部分和所述第七功能部分结合至所述第五功能部分包括：使所述第四功能部分、第五功能部分、第六功能部分或第七功能部分中至少一者的一些处于非结合状态。在一些实施方式中，所述方法还包括使所述微米/纳米级物体的三维结构与包含第三微米/纳米级原料成分的第三液体悬浮液接触；使所述第三液体悬浮液中的所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位(positioning)；以及促使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分结合至所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分。在一些实施方式中，所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分通过互补点击化学基团(clickchemicalgroups)结合至所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分。在一些实施方式中，微米/纳米级原料成分的部分通过互补点击化学基团结合至其它微米/纳米级原料成分的部分。在一些实施方式中，所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分通过互补dna链结合至所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分。在一些实施方式中，微米/纳米级原料成分的部分通过互补dna链结合至其它微米/纳米级原料成分的部分。在一些实施方式中，使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位包括：用电场产生电泳力和/或介电泳(dielectrophoretic)力来使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位。在一些实施方式中，使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位包括：用电场产生电泳力和/或介电泳力来使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位。在一些实施方式中，使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位包括：利用所述第三液体悬浮液中的流体流动来使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位。在一些实施方式中，使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位包括：利用所述第三液体悬浮液中的流体流动来使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位。在一些实施方式中，使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位包括：利用磁场来使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位。在一些实施方式中，使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位包括：利用磁场来使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位。在一些实施方式中，使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位包括：利用光学捕获来使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分对齐并定位。在一些实施方式中，使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位包括：利用光学捕获来使微米/纳米级原料成分的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：使所述微米/纳米级物体的三维结构与包含纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种的第四液体悬浮液接触；使所述第四液体悬浮液中的所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种的第一部分与所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分对齐并定位；以及通过互补化学基团(例如互补点击化学基团和/或互补dna链)使所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种结合至所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分。在一些实施方式中，所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的一种或多种包括纳米管、纳米棒或纳米粒子中的一种或多种。在一些实施方式中，所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种包括碳纳米管、碳纳米棒和碳纳米粒子、硼纳米管、硼纳米棒和硼纳米粒子中的一种或它们的组合。在一些实施方式中，所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种通过互补点击化学基团结合至所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分。在一些实施方式中，所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种通过互补点击化学基团结合至其它微米/纳米级原料成分的部分。在一些实施方式中，所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种通过互补dna链结合至所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分。在一些实施方式中，所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种通过互补dna链结合至其它微米/纳米级原料成分的部分。在一些实施方式中，使所述碳纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种的第一部分与所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分对齐并定位包括：用电场产生电泳力和/或介电泳力来使所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种的第一部分与所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分对齐并定位。在一些实施方式中，使所述碳纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位包括：用电场产生电泳力和/或介电泳力来使所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种的部分与其它微米/纳米级原料成分的部分对齐并定位。在一些实施方式中，所述方法进一步包括同时进行以下结合中的至少两种：i)使所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分结合至所述基底；ii)使第一组所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分结合至所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分；iii)使第二组所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分结合至所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分；iv)使所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分结合至所述第二微米/纳米级原料成分的第三部分；以及v)使所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种结合至所述第三微米/纳米级原料成分的第二部分，或者使所述纳米管、纳米棒和纳米粒子中的一种或多种结合至其它微米/纳米级原料成分的部分。在一些实施方式中，所述第三功能部分与所述第一功能部分相同。在一些实施方式中，所述第四功能部分与所述第二功能部分相同。在一些实施方式中，所述第三功能部分与所述第二功能部分相同。在一些实施方式中，所述第四功能部分与所述第一功能部分相同。在一些实施方式中，促使所述第二功能部分结合至所述第一功能部分包括通过如下方式中的一种来引发所述第二功能部分和所述第一功能部分之间的结合：向所述第二功能部分和/或所述第一功能部分施加热能、向所述第二功能部分和/或所述第一功能部分施加辐射、使所述第二功能部分和/或所述第一功能部分暴露至化学催化剂、和/或通过改变第一流体悬浮液的ph来促使所述第一功能部分和所述第二功能部分之间的结合。在一些实施方式中，促使互补功能部分之间的结合包括通过如下方式中的一种来引发所述互补功能部分之间的结合：向所述互补功能部分施加热能、向所述互补功能部分施加辐射、使所述互补功能部分暴露至化学催化剂、和/或通过改变流体悬浮液(所述互补功能部分浸于其中)的ph。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：用接头分子使所述第一功能部分与结合至所述基底的表面的粘附成分(adhesionelement)结合，以在所述基底的表面上形成所述第一功能部分的图案。在一些实施方式中，所述粘附成分包括金属、硅和二氧化硅中的一种或多种。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：用接头分子使所述第二功能部分与结合至所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分的粘附成分结合。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：用接头分子使功能部分与结合至微米/纳米级原料成分的部分的粘附成分结合。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：促使多个所述第二微米/纳米级原料成分结合至各个所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：促使多个微米/纳米级原料成分结合至单个其它微米/纳米级原料成分的部分。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：促使多个所述第一微米/纳米级原料成分结合至各自的结合位点，所述结合位点包含基底表面上的所述第一功能部分。在一些实施方式中，促使所述第二功能部分结合至所述第一功能部分包括：促使第一点击化学基团结合至互补点击化学基团。在一些实施方式中，促使所述第二功能部分结合至所述第一功能部分包括：促使第一dna链结合至互补dna链。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：通过额外的结合机制使所述第一微米/纳米级原料成分结合至所述基底的表面。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：通过顺序渗透合成(sequentialinfiltrationsynthesis)嵌段共聚物结构域来形成所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分和第三微米/纳米级原料成分中的至少一者。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：通过顺序渗透合成嵌段共聚物结构域来形成微米/纳米级原料成分。在一些实施方式中，所述方法进一步包括通过包括以下工序的方法来形成所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的至少一者：将液相嵌段共聚物沉积到限定在多层基底的上层上或上层中的区域中；使所述嵌段共聚物退火(annealing)，以促使所述嵌段共聚物分离成多个对齐的(aligned)聚合物结构域；将所述聚合物结构域中的一个去除；蚀刻穿过剩余的聚合物结构域并蚀刻到所述多层基底的上层中；以及通过将所述多层基底的上层的蚀刻部分与所述多层基底的第二层分离，来获得所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的至少一者。在一些实施方式中，所述方法进一步包括通过包括以下工序的方法来形成微米/纳米级原料成分：将液相嵌段共聚物沉积到限定在多层基底的上层上或上层中的区域中；使所述嵌段共聚物退火，以促使所述嵌段共聚物分离成多个对齐的聚合物结构域；将所述聚合物结构域中的一个去除；蚀刻穿过剩余的聚合物结构域并蚀刻到所述多层基底的上层中；以及通过将所述多层基底的上层的蚀刻部分与所述多层基底的第二层分离，来获得微米/纳米级原料成分。在一些实施方式中，所述方法进一步包括通过包括以下工序的方法来形成所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的至少一者：将液相嵌段共聚物沉积到限定在多层基底的上层上或上层中的区域中；使所述嵌段共聚物退火，以促使所述嵌段共聚物分离成多个对齐的聚合物结构域；使用顺序渗透合成将所述聚合物结构域中的一个转化为无机材料；将所述聚合物结构域中的一个去除；使用所述无机材料作为蚀刻掩模，蚀刻穿过第二聚合物结构域并蚀刻到所述多层基底的上层中；以及通过将所述多层基底的上层的蚀刻部分与所述多层基底的第二层分离，来获得所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的至少一者。在一些实施方式中，所述方法进一步包括通过包括以下工序的方法来形成微米/纳米级原料成分：将液相嵌段共聚物沉积到限定在多层基底的上层上或上层中的区域中；使所述嵌段共聚物退火，以促使所述嵌段共聚物分离成多个对齐的聚合物结构域；使用顺序渗透合成将所述聚合物结构域中的一个转化为无机材料；使用所述无机材料作为蚀刻掩模，蚀刻穿过第二聚合物结构域并蚀刻到所述多层基底的上层中；以及通过将所述多层基底的上层的蚀刻部分与所述多层基底的第二层分离，来获得微米/纳米级原料成分。在一些实施方式中，在将所述多层基底的上层的蚀刻部分与所述多层基底的第二层分离之前，所述方法进一步包括：在所述微米/纳米级原料成分上沉积并图案化光致抗蚀剂层，所述光致抗蚀剂层的图案化暴露所述微米/纳米级原料成分的部分；通过蚀刻穿过所述微米/纳米级原料成分的暴露部分来限定所述微米/纳米级原料成分的长度；在所述微米/纳米级原料成分嵌入所述光致抗蚀剂中时，对所述微米/纳米级原料成分的暴露末端部分进行功能化；以及将所述光致抗蚀剂去除。在一些实施方式中，形成所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的至少一者包括：形成所具有的至少一个尺寸为小于约50nm的所述第一微米/纳米级原料成分中的至少一个。在一些实施方式中，形成所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分或第三微米/纳米级原料成分中的至少一者包括：形成所具有的至少一个尺寸为小于约5nm的所述第一微米/纳米级原料成分中的至少一个。在一些实施方式中，形成微米/纳米级原料成分包括：形成所具有的至少一个尺寸为约5nm-约50nm的微米/纳米级原料成分。在一些实施方式中，所述方法进一步包括通过包括以下工序的方法用第二功能部分将第一微米/纳米级原料成分功能化：将第一结合材料沉积到所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分上；以及使所述第一结合材料暴露至多功能点击化学物质，所述多功能点击化学物质含有对所述第一结合材料具有亲和性的化学基团。在一些实施方式中，所述方法进一步包括通过包括以下工序的方法用功能部分将微米/纳米级原料成分功能化：将第一结合材料沉积到所述微米/纳米级原料成分的部分上；以及使所述第一结合材料暴露至多功能点击化学物质，所述多功能点击化学物质含有对所述第一结合材料具有亲和性的化学基团。在一些实施方式中，将所述第一结合材料沉积到所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分上包括：将金、硅和二氧化硅中的一种沉积到所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分上。在一些实施方式中，将所述第一结合材料沉积到所述微米/纳米级原料成分的部分上包括：将金、硅和二氧化硅中的一种沉积到所述微米/纳米级原料成分的部分上。在一些实施方式中，使所述第一结合材料暴露至所述多功能点击化学物质包括使所述第一结合材料暴露至包含以下化学基团在内的化学物质：对所述第一结合材料具有亲和性的化学基团、结合至对所述第一结合材料具有亲和性的所述化学基团的中间化学基团、以及对第二结合材料具有亲和性的另外的化学基团。在一些实施方式中，所述中间化学基团包含聚合物链。根据另一方面，提供了将微米/纳米级物体组装成三维晶格(lattice)或桁架(truss)结构的方法。所述方法包括：形成包含第一微米/纳米级原料成分和接头成分的第一液体悬浮液，所述第一微米/纳米级原料成分在所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分上经第一功能部分功能化，所述接头成分在所述接头成分的第一部分上包含与所述第一功能部分互补的第二功能部分，并在所述接头成分的第二部分上包含第三功能部分；使所述第一液体悬浮液中的所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分与所述接头成分的第一部分对齐；促使所述第二功能部分结合至所述第一功能部分，以使所述接头成分结合至所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分；使所述第一微米/纳米级原料成分和接头成分与包含第二微米/纳米级原料成分的第二液体悬浮液接触，所述第二微米/纳米级原料成分在所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分和所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分上经与所述第三功能部分互补的第四功能部分功能化；使所述第二液体悬浮液中的所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分与第一组所述接头成分的第二部分对齐；使所述第二液体悬浮液中的所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分与第二组所述接头成分的第二部分对齐；以及促使所述第四功能部分结合至所述第三功能部分，以形成所述三维晶格或桁架结构。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：使所述三维晶格或桁架结构与包含第三微米/纳米级原料成分的第三液体悬浮液接触，所述第三微米/纳米级原料成分在所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分上经第五功能部分功能化，所述第五功能部分与所述接头成分的至少部分的第三部分上的第六功能部分互补；使所述第三液体悬浮液中的所述第三微米/纳米级原料成分的第一部分与所述接头成分的至少部分的第三部分对齐；以及促使所述第五功能部分结合至所述第六功能部分。在一些实施方式中，所述方法包括：使所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分和第三微米/纳米级原料成分对齐成拉胀桁架结构(auxetictrussstructure)。根据另一方面，提供了微米/纳米级物体的三维晶格或桁架结构。所述结构包含：多个第一微米/纳米级原料成分，所述第一微米/纳米级原料成分具有结合至接头成分的第一部分的第一部分；以及多个第二微米/纳米级原料成分，所述第二微米/纳米级原料成分具有结合至所述接头成分的第二部分的第一部分以及结合至所述接头成分的第三部分的第二部分。在一些实施方式中，所述多个第一微米/纳米级原料成分的第一部分通过点击化学键(clickchemicalbonds)结合至所述接头成分的第一部分。在一些实施方式中，所述第一微米/纳米级原料成分和所述第二微米/纳米级原料成分中的一者的至少部分的长度:宽度纵横比为至少约20:1。在一些实施方式中，所述结构进一步包含结合至各个第一微米/纳米级原料成分的多个所述第二微米/纳米级原料成分。在一些实施方式中，所述结构进一步包含多个第三微米/纳米级原料成分，所述第三微米/纳米级原料成分具有结合至所述接头成分的第四部分的第一部分。在一些实施方式中，所述多个第三微米/纳米级原料成分的第一部分通过点击化学键结合至所述接头成分的第四部分。在一些实施方式中，所述第一微米/纳米级原料成分、第二微米/纳米级原料成分和第三微米/纳米级原料成分排列成拉胀桁架。在一些实施方式中，所述结构进一步包含结合至各个第二微米/纳米级原料成分的多个所述第三微米/纳米级原料成分。根据另一方面，提供了将微米/纳米级物体组装成三维结构的方法。所述方法包括：在基底的表面上形成第一功能部分的图案；使所述基底的表面与包含第一微米/纳米级原料成分的第一液体悬浮液接触，所述第一微米/纳米级原料成分在所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分上经与所述第一功能部分互补的第二功能部分功能化，并在所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分上经第三功能部分功能化；使所述第一液体悬浮液中的所述第一微米/纳米级原料成分的第一部分与所述基底的表面对齐；促使所述第二功能部分结合至所述第一功能部分，以在所述基底的表面上形成所述第一微米/纳米级原料成分的第一介观结构图案；使所述基底的表面上的所述第一微米/纳米级原料成分的所述第一介观结构图案与包含第二微米/纳米级原料成分的第二液体悬浮液接触，所述第二微米/纳米级原料成分在所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分和所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分上经与所述第三功能部分互补的第四功能部分功能化；使所述第二液体悬浮液中的所述第二微米/纳米级原料成分的第一部分与第一组所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分对齐；使所述第二液体悬浮液中的所述第二微米/纳米级原料成分的第二部分与第二组所述第一微米/纳米级原料成分的第二部分对齐；以及促使所述第四功能部分结合至所述第三功能部分，以在所述基底的表面上形成微米/纳米级物体的三维结构。在一些实施方式中，促使所述第四功能部分结合至所述第三功能部分包括：促使所述第四功能部分结合至接头成分，并促使所述接头成分结合至所述第三功能部分。附图说明附图并不旨在按比例进行绘制。在附图中，由相似的数字来表示不同图中阐明的各个相同或几乎相同的组件。出于清楚的目的，可能并未在每个图中都对每个组件进行标记。在附图中：图1a阐明了用第一组点击化学基团进行图案化的基底；图1b阐明了包含第一多个微米级原料成分的溶液和与所述溶液接触的基底，所述微米级原料成分经点击化学基团功能化，所述点击化学基团与图案化于所述基底上的点击化学基团互补；图1c阐明了用点击化学基团将第一多个微米级原料成分结合至基底；图1d阐明了将包含第二多个微米级原料成分的溶液施加到具有所结合的第一多个微米级原料成分的基底；图1e阐明了用点击化学基团将第二多个微米级原料成分结合至第一多个微米级原料成分；图1f阐明了由基底、第一多个微米级原料成分、第二多个微米级原料成分和结合至第二多个微米级原料成分的第三多个微米级原料成分形成的结构；图2是形成图1f的结构的方法的实施方式的流程图；图3a阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的结构；图3b阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3c阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3d阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3d’阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3e阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3f阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3g阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3h阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3i阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图3j阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图4是用于形成多个微米级原料成分的方法的实施方式的流程图；图5a是用于形成模具的结构的立视图，所述模具用于形成多个微米级原料成分；图5a’是图5a的结构的平面图；图5b是用于形成模具的另一结构的立视图，所述模具用于形成多个微米级原料成分；图5b’是图5b的结构的平面图；图5c阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的结构；图5d阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图5e阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图5f阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图5g阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图5h阐明了在执行形成多个微米级原料成分的方法期间形成的另一结构；图6是用于形成多个微米级原料成分的方法的实施方式的流程图；图7a阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的方法中的动作；图7b阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的方法中的另一动作；图7c阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的方法中的另一动作；图7d阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的方法中的另一动作；图7e阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的方法中的另一动作；图7f阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的方法中的另一动作；图7g阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的另一方法中的另一动作；图7h阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的其它方法中的另一动作；图7i阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的其它方法中的另一动作；图8a阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的另一方法中的动作；图8b阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的其它方法中的另一动作；图8c阐明了使用嵌段共聚物来形成微米级或纳米级原料成分的其它方法中的另一动作；图9阐明了展现出分离的对齐聚合物结构域的嵌段共聚物；图10阐明了溶液中的经dna功能化的微米级原料成分的溶液与经互补dna功能化的基底接触；图11阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的octet桁架；图12是各种类别材料的热阻率相对于屈服强度的图表；图13a阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成晶格或桁架结构的方法中的动作；图13b阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成晶格或桁架结构的方法中的另一动作；图13c阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成晶格或桁架结构的方法中的另一动作；图13d阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成晶格或桁架结构的方法中的另一动作；图14a阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成感应器(inductor)结构的方法中的动作；图14b阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成感应器结构的方法中的另一动作；图14c阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成感应器结构的方法中的另一动作；图14d阐明了在由微米级或纳米级原料成分形成感应器结构的方法中的另一动作；图14e阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的感应器结构的导电部分；图15a阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的拉胀材料晶格结构；图15b阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图15c阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图15d阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图15e阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图16a阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图16b阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图16c阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图16d阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图16e阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图16f阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料晶格结构；图17a阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料结构；图17b阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料结构；以及图18阐明了由微米级或纳米级原料成分形成的另一拉胀材料结构。具体实施方式本文公开的方面和实施方式的应用并不局限于以下描述中阐述的或附图中阐明的构造细节和组件布置。本文公开的方面和实施方式能够以各种方式实践或施行。而且，本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的，不应被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及它们的变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及额外的项目。本文公开的方面和实施方式总体涉及由尺寸为微米或纳米量级的微米级或纳米级成分形成新的宏观尺度结构。所公开的宏观尺度结构具有使用常规制造技术不可获得的机械性质、电学性质、热学性质和/或光学性质。本文公开的方面和实施方式包括使用定向流体组装(directedfluidicassembly)技术和“点击”化学技术和/或dna选择性组装技术的组合来从微米级或纳米级成分形成宏观尺度物体。虽然本文使用了术语“微米级成分”，但应理解的是，本文所述的原料成分或其它结构并不限于具有微米以上的尺寸。术语“微米级成分”还涵盖特征尺寸(长度、宽度等)小于1微米(例如小至小于约1纳米)的原料成分或其它结构。术语“微米级成分”或其变型与术语“微米/纳米级成分”及其变型同义地使用。定向流体组装(dfa)定向流体组装(dfa)是能够将由不同方法制成的结构组装在一起的组装方法。该组装方法可与平面微米/纳米制造、微加工(micro-machining)、3d打印以及其它制造模式相联合。dfa提供了以受控的位置和取向将均质(homogeneous)或异质(heterogeneous)原料快速放置到基底上或其它原料成分上。dfa的优势在于使用最佳方法来制造各个微米/纳米组件并将它们组装成永久结合的功能性机械系统、电系统、热系统、流体系统和/或热系统的能力。在一些实施方式中，dfa组装是快速的：100mm晶片上间隔5μm的原料的组装时间为2分钟，对应的速率为每秒结合250万个物体。更小的原料将以甚至更高的速率进行组装。本文公开的方面和实施方式利用dfa技术来将亚微米级至数十微米级的物体(原料)定向流体组装成毫米级或更大的结构(宏观尺度结构)。在一些实施方式中，在基底的平面中制造具有相同或不同长度尺度的高纵横比微米/纳米制造的原料结构，将其释放，然后通过dfa组合成垂直于基底的高纵横比的多尺度结构，或者组合成三维晶格或桁架结构。在一些实施方式中，与原料成分的结合以及原料成分之间的结合是永久的，并提供了所组装的系统所需的电传导、热传导和/或光传输。在一些实施方式中，用于将微米级成分组装成较大复合结构的dfa技术包括利用介电泳、电泳、定向流体流动、对流、毛细力、磁场、扩散、光学捕获或它们的组合来在制造期间对微米级成分进行定向和定位的方法。已使用多种方法来将粒子以及其它微米和纳米构建块(buildingblocks)组装到导电或绝缘的表面或结构上。组装的控制和速度取决于许多参数，例如粒径、浓度、电荷、流动速度和方向、电压、频率、介电常数等。当使用取决于流体力、毛细力或其它力的组装机制时，组装力尽管是受控的，但是不能像在基于介电泳(dep)或电泳(ep)的组装中那样(根据需要)开启和关闭。电泳是用于快速组装的定向组装方法，但是它需要在制造工艺中对微米级成分进行定向以具有电荷。dep组装力仅取决于粒子或原料的介电常数，因此更适合用于组装不带电的原料。dep组装可用于在大区域上在几秒内将纳米和微米级粒子、棒或杆和/或纳米管束组装成二维和三维结构，并在所需位置处精确对齐。可基于原料溶液的稀释和所施加电场的强度来控制组装速率。由于dep力使原料极化，该力使得原料对齐以在组装期间对原料进行定向。通过控制所施加的电场线/梯度，可有效地控制纳米材料和纳米级原料在组装期间的方向性(directionality)。dep组装力可有效地应用于纳米或微米级。用于从两层微米级成分制造物体阵列的dfa工艺200的实施方式示意性地示于图1a-图1e中并表示在图2的流程图中。在图2的动作205(表示在图1a中)中，将基底材料10(例如硅晶片)用第一组功能部分a(本文中也称为“点击化学物质”)图案化。将基底10图案化，使得功能部分a存在于基底10的表面15上的区域中，期望在此处将微米级原料成分连接至基底10。例如，可通过电子束光刻和剥离(liftoff)或本领域已知的其它图案化方法，用金(au)将基底10图案化。可将一端为巯醇、另一端为叠氮化物(点击反应的a侧)的双功能分子与基底一起置于溶液中。然后巯醇结合至图案化的金表面，使叠氮化物暴露，用于在随后的步骤中随后组装至炔烃(点击反应的a’侧)功能化的原料。在图2的动作210(表示在图1b中)中，将图案化的基底10置于包含微米级原料成分l1的流体20(例如水、缓冲溶液、离子液体或有机溶剂)中，微米级原料成分l1经点击化学物质a’功能化，点击化学物质a’与存在于基底10的表面15上的点击化学物质a互补。本文所使用的术语“互补”化学基团、部分或结构是彼此特异性结合的化学基团、部分或结构。微米级原料成分l1可处于微米级棒、杆或圆柱体的形式，所述微米级棒、杆或圆柱体在其一端或两端具有点击化学物质a’。在一个实例中，将原料成分l1(或成分l2或l3，参见下文)制造成布置在排列成二维阵列的表面(例如硅晶片)上。可将晶片置于电子束蒸发器中，与定向蒸发源(directionalevaporationsource)成陡角，以使所有原料成分的一端暴露至汽化金属(evaporatedmetal)(例如金)，并仅在这些端上沉积金属薄膜。然后将晶片转动180度，并在另一端面上沉积金属(可能是金，可能是另一金属或电介质)。然后通过蚀刻掉下面的层而将原料成分从基底释放。将原料成分置于具有双功能分子(一端是巯醇，另一端是炔烃(点击反应的a’侧))的溶液中。巯醇将结合至金，使炔烃暴露，用于随后组装至下一原料成分上的叠氮化物。图1b阐明了微米级原料成分l1的均质群，然而在其它实施方式中，流体20可包含不同大小和/或形状的微米级原料成分的异质群。在一些实施方式中，可在基底10的不同区域上图案化不同的点击化学物质。可向流体20中的不同大小和/或形状的微米级原料成分提供与图案化在基底10上的不同点击化学物质互补的不同点击化学物质，使得在单个工艺中不同大小和/或形状的微米级原料成分可结合至基底10的不同区域。在图2的动作215(表示在图1c中)中，使微米级原料成分l1在基底10的表面15上定向并定位。在不同实施方式中，使用介电泳、电泳、流动、对流、毛细力、磁场、扩散或它们的组合中的任何一种或多种使原料在基底上定向并定位。在一些实施方式中，基底材料10是导电的(例如高度掺杂的硅)和/或涂布有导电薄膜(例如金属、铟锡氧化物或其它导电材料)，从而促使电荷在基底材料10的表面上传播以助于产生电场，来使微米级原料成分l1对齐、定向和/或移动到基底10的表面15上的合适位置。一旦微米级原料成分l1就位，点击化学通过在点击化学物质a和a’之间形成共价键，将微米级原料成分l1锁定到适当位置。在下面更充分描述的其它实施方式中，可使用互补dna链来代替互补点击化学物质或者在互补点击化学物质基础之上还可再使用互补dna链，以使原料成分l1结合至基底10的表面15、和/或使不同原料成分彼此结合。在一些实施方式中，点击化学物质a和a’之间的共价键通过加入能量(例如热或紫外光和/或化学引发剂)来引发(图2的动作220)。应当理解的是，基底上用功能部分a图案化的区域可具有明显大于原料成分l1的直径的面积，例如，基底上用功能部分a图案化的区域可具有约10nm2-约1μm2数量级的面积，而原料成分l1的直径可为约1nm-约50nm的数量级。在其它实施方式中，基底上用功能部分a图案化的区域可具有比原料成分l1结合至基底的部分的横截面面积大约2倍-约10倍的面积。因此，可使多个原料成分l1结合至基底上用功能部分a图案化的多个或各个区域。因此，对图中单个原料成分进行的阐述应被认为也表示对于所阐述的各个原料成分而言的多个原料成分。在图2的动作225(表示在图1d中)中，使结合有微米级原料成分l1的基底10与包含第二层微米级原料成分l2的第二液体30接触。用与存在于微米级原料成分l2末端上的点击化学物质互补的另一点击化学物质对微米级原料成分l1的游离端25进行功能化。在一些实施方式中，用相同的点击化学物质a’(结合至基底的末端包含的点击化学物质)对微米级原料成分l1的游离端25进行功能化，并用点击化学物质a(图案化在基底的表面15上)对微米级原料成分l2进行功能化。在其它实施方式中，使用不同的点击化学物质对b-b’来结合第一层和第二层微米级原料成分l1、l2。在一些实施方式中，液体30是与液体25相同的液体，并且微米级原料成分l1结合至基底10可与微米级原料成分l2结合至微米级原料成分l1同时发生。在一些实施方式中，使用不同的触发器(例如不同类型或水平的能量或不同化学引发剂)来引发微米级原料成分l1结合至基底10以及微米级原料成分l2结合至微米级原料成分l1。在图2的动作230(表示在图1e中)中，例如以端对端(end-to-end)的构造使微米级原料成分l2在微米级原料成分l1上定向并定位。在下面进一步详细描述的其它实施方式中，以一定角度使微米级原料成分l2在微米级原料成分l1上定向并定位，例如使微米级原料成分l2的纵轴定向为基本垂直于微米级原料成分l1的纵轴。在不同的实施方式中，使用dep、扩散和/或对流中的任何一种或多种来使微米级原料成分l2在微米级原料成分l1上定向并定位。一旦微米级原料成分l2就位，点击化学通过在点击化学物质a和a’之间形成共价键，将微米级原料成分l2锁定到微米级原料成分l1上的合适位置。在一些实施方式中，点击化学物质a和a’之间的共价键通过加入能量(例如热或紫外光和/或化学引发剂)来引发(图2的动作235)。在一些实施方式中，原料成分l1的功能化区域可大于原料成分l2的直径，以使多个原料成分l2可结合至各自的原料成分l1的功能化区域。根据工艺200，可将额外的原料材料层添加至先前结合的微米级原料成分，直到达到期望的层数，以形成期望的宏观尺度物体(图2的动作240)。例如，图1f中阐明了包含基底10以及三层微米级原料成分l1、l2和l3的结构40。在一些实施方式中，微米级原料成分l1、l2和l3中的一个或多个、或者直接或间接连接至成分l3的额外的微米级原料成分可基本上垂直地连接至基底10，或者相对于基底以零度至约45度的角度连接至基底10。在一些实施方式中，微米级原料成分l1、l2和l3中的一个或多个、或者直接或间接连接至成分l3的额外的微米级原料成分可基本上共线地(co-linearly)连接至其它原料成分中的一个或多个，或者相对于其它原料成分中的一个或多个以零度至约45度的角度连接至其它原料成分中的一个或多个。在一些实施方式中，微米级原料成分l1可以是尺寸为约100微米(μm)×约5μm的棒、杆或圆柱体，微米级原料成分l2可以是尺寸为约10μm×约0.5μm的棒、杆或圆柱体，并且微米级原料成分l3可以是尺寸为约1μm×约0.1μm的棒、杆或圆柱体。这些尺寸仅是示例，并不限制本公开。方法200并不仅仅限于三层微米级原料成分；可连接任意层数的类似或不同形状和大小的微米级原料成分以形成如本文所公开的宏观结构。在一些实施方式中，可利用包含如下(或由其组成)的微米级原料成分：长度和/或宽度小于微米的金属、聚合物或电介质的单壁或多壁碳纳米管或纳米棒或纳米粒子。通过用点击化学物质对原料的表面或末端以及基底进行图案化，可形成2-d和3-d结构。通过在原料的表面、末端或侧面的部分的特定位置上图案化点击化学物质，可使不同层的原料成分相对于彼此以任何期望的取向进行定向。由于其并行性(parallelnature)，dfa是快速且可扩展的生产技术。然而，与一些较慢的拾放(pick-and-place)生产技术相比，dfa可能会有缺陷，因此可能最适合于缺陷容错(defect-tolerant)的应用。对于缺陷容错较低的结构，dfa可与错误校验技术和/或拾放校正技术相联合，从而以高制造率来实现低缺陷水平。微米级成分的制造在形成本文公开的2-d和3-d结构时所使用的微米级原料成分可由包括例如如下材料在内的材料形成：硅；二氧化硅；氮化硅；碳化硅；氧化铝；二氧化钛；氧化锌；钨；su-8光致抗蚀剂；或其它有机或无机聚合物；生物基材料(例如壳聚糖)；或者基于例如所需机械性质、热性质、光学性质、电学性质、磁性质和/或化学性质所选择的其它材料。在形成本文公开的2-d和3-d结构时所使用的微米级原料成分可使用与半导体工业中的电子器件和/或微机电系统(mems)器件的制造中所使用的工艺类似的工艺来形成。在图4的流程图以及图3a-图3j的示意图中描述了用于形成在形成本文公开的2-d和3-d结构时所使用的微米级原料成分的方法400的一个实例。在动作405中，提供了基底(例如硅晶片305；或者可替代地为蓝宝石、玻璃晶片、压电材料、石英或另一绝缘体、或特定实施方式所需的另一基底材料)，并使用半导体制造领域中已知的扩散炉中的扩散工艺或化学气相沉积(cvd)法在硅晶片305表面上生长电介质牺牲层310(例如二氧化硅(sio2)或氮化硅(si3n4(其可在原料成分由sio2形成时使用)))(参见图3a，阐明了晶片305的部分和电介质层310，未按比例绘制)。电介质层310可为约100nm-约50μm厚，然而该范围仅是示例，并不打算进行限制。如下所述，在一些实施方式中，可在电介质310基础上或代替电介质310使用牺牲聚合物层(例如光致抗蚀剂或聚乙烯醇(pva))。在动作410(图3b)中，然后将期望的原料材料层315沉积到电介质层310上。沉积方法取决于原料材料的类型。例如，如果原料材料是si、sio2或si3n4，则可通过cvd工艺、旋涂玻璃工艺来沉积原料材料，或者使原料材料在扩散炉中生长。如果原料材料是金属，则可使用电镀工艺或物理气相沉积工艺(例如溅射或蒸发沉积)来沉积原料材料。可使用旋涂工艺将光致抗蚀剂或其它聚合物沉积到电介质层310上，任选地随后进行烘烤工艺以从光致抗蚀剂或其它聚合物中去除挥发性溶剂。用于在晶片上的电介质层310上沉积各种材料的此类和其它工艺在半导体制造领域中是公知的，在此不再详细描述。原料材料层315可为约0.1μm至约100μm厚，然而该范围仅是示例，并不打算进行限制。在动作415中，对原料材料层315进行图案化。可使用在半导体晶片上图案化特征的已知方法来完成原料材料层315的图案化。例如，可通过旋涂将光致抗蚀剂层320共形地(conformally)沉积到原料材料层315上，并进行预烘烤以驱除多余的光致抗蚀剂溶剂(图3c)。然后，经由光掩模将光致抗蚀剂层320暴露至诸如紫外光的交联辐射(对于负光致抗蚀剂而言)，以在光致抗蚀剂320的交联层中限定具有微米级原料成分所期望的尺寸的图案，并任选地进行暴露后烘烤，以帮助减少由交联辐射的破坏性和构造性干涉图案引起的驻波现象。然后通过暴露至显影化学物质(例如氢氧化四甲铵等显影剂)，在显影工艺中去除未交联的光致抗蚀剂，并任选地进行硬烘烤以将剩余光致抗蚀剂固化。未交联的光致抗蚀剂的去除暴露了原料材料层315的部分(图3d，阐明了晶片的部分的放大平面图，由剩余光致抗蚀剂320覆盖的层315的部分的纵横比未按比例示出)，然后根据原料材料的类型使用干法和/或湿法蚀刻工艺来对其进行蚀刻，以从层315形成具有期望尺寸的微米级原料成分325。然后，通过化学抗蚀剂剥离(chemicalresiststripping)和/或通过灰化工艺中的热分解将剩余的交联光致抗蚀剂320去除，并可对晶片305进行清洁(例如在半导体制造领域中已知的硫酸/过氧化氢溶液中)。在一些实施方式中，例如，如图3d’所阐明的(还示于图1f中的原料成分l1中)，可相对于原料成分325的纵向纵轴l以一定角度(例如0-约45度)对微米级原料成分325的一端或两端325a、325b进行图案化，以促使原料成分325以一定角度附着到基底或附着到其它原料成分。在动作420中，然后将第二层光致抗蚀剂330沉积到微米级原料成分325上并进行图案化，使得仅暴露出原料成分325期望被功能化的部分(图3e)。在一些实施方式中，在进行第二层光致抗蚀剂330的图案化后，将原料成分325暴露的末端部分蚀刻掉，如此使得仅暴露出微米级原料成分325的末端表面335。在动作425中，将粘附材料340沉积到原料成分325的暴露部分上，点击化学基团和相关的粘合分子稍后结合至粘附材料340(图3f)。在一些实施方式中，粘合分子将直接附着到暴露的原料，而其余原料处于光致抗蚀剂保护之下。在一些实施方式中，材料340包含金属或半导体(例如金、硅、二氧化硅、铁或铁氧化物、镍)或有机聚合物，或由它们组成。在一些实施方式中，材料340通过cvd或蒸发沉积工艺共形地沉积。在其它实施方式中，在原料成分325的暴露部分是在其上表面处暴露；或者如果可在溅射工具的沉积室中对晶片305进行定向，以将微米级原料成分325的暴露部分以朝向溅射材料靶标的方向暴露的情况下，可利用溅射工艺来沉积材料340。然后，例如通过湿法化学蚀刻将第二层光致抗蚀剂330去除，所述蚀刻还将去除溅射到光致抗蚀剂上的材料，留下包被在溅射材料中的原料成分的末端。在一些实施方式中，重复动作425以将不同材料340、340a沉积到微米级原料成分325的不同部分上，例如在原料成分325的不同末端325a、325b处沉积不同材料，然而也可将相同的材料沉积到原料成分325的不同末端325a、325b中的每一个上。进一步地，如图3f所阐明的，可通过光刻光致抗蚀剂图案化使微米级原料成分325的上表面和/或侧表面的部分325c暴露，并可将类似或不同的材料340b(与材料340、340a相比，可结合至不同的点击化学部分)沉积到微米级原料成分325的上表面和/或侧表面的部分325c上。在一些实施方式中，如图3f所阐明的，将材料340(以及任选的340a)选择性地沉积到原料成分325的暴露部分上。在替代的实施方式中，使用掩模材料代替粘附材料340来限定微米级原料成分325的区域，以防止稍后点击化学基团和相关的粘合分子结合至该区域。在其它实施方式中，材料340共形地沉积到第二层光致抗蚀剂330、原料成分325的暴露部分以及电介质层310的暴露表面上，在这种情况下，可沉积另外的光致抗蚀剂层，以将其上沉积有材料340的原料成分325的部分覆盖，并将其上沉积有材料340的电介质层310的表面暴露，从而可将材料340从其上沉积有材料340的电介质层310的表面蚀刻掉(例如利用湿法蚀刻)。然后，将该另外的光致抗蚀剂层去除。可替代地或额外地，可在提供或不提供光致抗蚀剂层以保护其上沉积有材料340的原料成分325的末端的情况下，通过各向异性干法蚀刻(例如氩等离子体蚀刻)将沉积到电介质层310的暴露表面上的材料340去除。(参见图3g，原料成分之一的部分和相邻结构的示意性横截面图)。在动作430中，例如通过热分解和/或化学溶解去除第二层光致抗蚀剂330。也可在这一动作中去除粘附于第二层光致抗蚀剂330的材料340的部分，使得原料成分层315(包含附着至原料成分的材料340)保留在电介质层310上(图3h)。在动作435中，通过暴露至湿法蚀刻剂345(例如，如果电介质层310是sio2则为氢氟酸，如果电介质层310是si3n4则为磷酸，或者根据电介质层310的材料所选择的其它合适的蚀刻剂)，将电介质层310蚀刻掉或将其溶解，来从晶片305释放微米级原料成分325。在动作435中，例如通过对用于释放微米级原料成分325的蚀刻剂345进行过滤来收集释放的微米级原料成分325，并任选地对其进行洗涤以中和蚀刻剂。可对上述工艺进行各种修改。例如，代替沉积在硅晶片305上并随后通过化学蚀刻去除的电介质层310，可在硅晶片305上沉积聚合物(例如光致抗蚀剂、聚酰亚胺或另一聚合物)层，并随后通过例如暴露至溶剂(乙二醇、γ-丁内酯、环戊酮、n-甲基-2-吡咯烷酮或其它已知溶剂)和/或通过半导体制造领域中已知的热分解将其去除，以释放所形成的微米级原料成分。可替代地，在动作435中，可将可溶于水的聚乙烯醇(pva)用作层310，并随后通过暴露至水将其去除。光致抗蚀剂320可以是当暴露至穿过光掩模的辐射时变得可溶的正光致抗蚀剂，因此将其暴露在对于微米级原料成分325而言具有期望形状的区域之外的区域中。在一些实施方式中，形成原料成分325的层315本身可以是光可成像聚合物(例如su-8)，在这种情况下，第一层光致抗蚀剂220可以是非必需的，而且可通过暴露至图案化辐射并在显影剂溶液中显影，直接对层315进行图案化。在一些实施方式中，可在同一晶片上同时形成不同大小和/或形状的微米级原料成分；而在其它实施方式中，在单个晶片上只形成具有相同尺寸的微米级原料成分。在进一步的实施方式中，例如，代替形成棒状或杆状微米级原料成分325，可使原料成分325形成为块(block)状或立方体状成分。例如，将图3j与图3d进行比较，代替图3d中所阐明的棒或杆，可将图3j中所阐明的光致抗蚀剂320光刻图案化为大体上的正方形。然后，可对层315进行蚀刻，以形成块状或立方体状原料成分325。可类似于如上所述的棒状或杆状微米级原料成分325，对块状或立方体状原料成分325进行加工，以将不同材料沉积到块状或立方体状原料成分325的不同面(其上可结合不同的点击化学基团)上。类似于棒状或杆状微米级原料成分325，块状或立方体状原料成分325可由各种期望的材料形成，例如如下材料中的一种或多种：硅；二氧化硅；氮化硅；碳化硅；氧化铝；二氧化钛；氧化锌；钨；su-8光致抗蚀剂；或其它有机或无机聚合物；生物基材料(例如壳聚糖)；或者基于例如期望的机械性质、热性质、光学性质、电学性质、磁性质和/或化学性质所选择的其它材料。应当理解的是，可替代地，除块体或立方体之外，可使原料成分325形成为三维规则或不规则棱柱体(例如矩形棱柱体、三角棱柱体、五角棱柱体、六角棱柱体等)，所述棱柱体的不同侧面具有沉积到其上的相同或不同的材料(其上可结合相同或不同的点击化学基团)。在一些实施方式中，可将块状或立方体状原料成分或者具有不同三维形状的成分(例如除了块体或立方体以外的球体、或规则或不规则棱柱体)用作如下讨论的接头成分1135，接头成分1135可用作中间成分以连接其它原料成分(或将原料成分连接至基底)。接头成分1135可形成为其形状(例如壁)相对彼此成期望角度设置，使得与接头成分1135连接的原料成分以预定的期望角度连接。接头成分1135可形成为其侧面或其功能化部分的大小能够使预定数量(例如1至约10或更多)的原料成分结合至接头成分1135的侧面。可相对于接头成分1135的侧面或其功能化部分的大小，由预定数量的原料成分的结合区域的大小来限定原料成分的预定数量。参照图5a-图5h和图6的流程图对用于形成微米级原料成分325的工艺600的另一实施方式进行描述。在动作605中，将材料(例如半导体晶片505)图案化，以展现出尺寸与待形成的期望微米级原料成分325基本上类似的结构阵列510。在一些实施方式中，如图5a和图5a’所阐明的，可使所述结构定向为垂直于半导体晶片505的表面515。在其它实施方式中，如图5b和图5b’所阐明的，可使所述结构定向为平行布置在半导体晶片505的表面515上。结构510在横截面上可以是基本上圆柱形的、基本上矩形的或任何其它形状，并具有微米级原料成分325期望的尺寸。例如，尽管在图5a、图5b、图5a’和图5b’中作为高纵横比的圆柱体或棒进行了阐明，结构510也可具有低纵横比，并且可处于诸如圆盘(pucks)、块体、立方体或者其它规则或不规则棱柱体的形式。在动作610中，将模具材料(例如蜡、硅酮、环氧基材料或本领域已知的另一模具材料)沉积到结构阵列上，并使其凝固以形成模具520(图5c)。在一些实施方式中，在沉积模具材料之前将脱模剂沉积到结构阵列上。脱模剂的实例包括例如可从gehealthcarelifesciences作为plusonetmrepel-silanees而获得的气相沉积的二甲基二氯硅烷或气相沉积的聚四氟乙烯。在动作615中，将凝固的模具520从半导体晶片505和结构阵列510去除(图5d)。在动作620中，将处于液体或浆液形式的期望材料525沉积到由结构阵列510形成的模具520中的印模(impressions)530中，并将例如来自模具的表面540的多余的材料525去除(图5e)。使材料525固化或凝固。可将热和/或辐射(例如uv光、光化辐射或其它形式的辐射)施加到材料525以促进和/或加速固化或凝固。在动作625中，将粘附材料340(例如上文所述的粘附材料340中的任何一种或多种)的层沉积到固化的材料525的期望部分上，例如沉积到在模具520中的印模530中暴露的端部545上(图5f)。在一些实施方式中，通过物理沉积方法(例如溅射或蒸发沉积)来沉积粘附材料340中的一种或多种。在其它实施方式中，通过丝网印刷或其它沉积方法来沉积粘附材料340中的一种或多种。在期望将粘附材料340中的一种或多种沉积到固化的材料525的额外部分上的一些实施方式中，可对模具520进行切割，以使所述额外部分(例如固化的材料525的另一端部550)暴露(图5g，任选动作630)。然后，可使用与将粘附材料340中的一种或多种沉积到第一期望部分上的方法类似的方法，将粘附材料340中的一种或多种沉积到所述额外部分上(图5h，任选动作635)。在一些实施方式中，可将不同类型的粘附材料340(例如与不同和/或互补的点击化学基团结合的材料)沉积到固化的材料525的不同部分上。在动作640中，例如通过如下方法将沉积有粘附材料340的固化的材料525从模具520去除，产生多个游离的微米级原料成分325(然后将其收集以备后用)：熔化模具材料、将模具材料溶解在溶剂中、从模具切割固化的材料525、或本领域已知的其它方法。在本文公开的一些实施方式中，形成包含纳米管作为微米级原料成分的结构。纳米管可用于本文公开的任何原料成分。纳米管可包含碳、硼或其它成分，或者由碳、硼或其它成分组成。碳纳米管的直径可小至几纳米。碳纳米管可通过cvd工艺形成，在所述cvd工艺中，碳纳米管在金属催化剂粒子(例如镍、钴、铁或它们的组合的粒子)上形成。催化剂粒子可在生长期间停留在生长的纳米管的顶端，或者在生长期间保留在纳米管基部。通常将催化剂粒子从碳纳米管(可获得自各种供应商)中去除。然而，在一些实施方式中，可将催化剂粒子保留在碳纳米管上并用作粘附材料340(其上可粘附点击化学物质和相关的粘合分子)，以促使碳纳米管附着至其它微米级原料成分。在其它实施方式中，可优先在碳纳米管的末端部分产生缺陷(defects)(例如羧酸)，以促进与粘附材料(例如与基底或与另一原料成分结合的酰胺基团)的结合。利用使用嵌段共聚物的方法制备的纳米级原料在一些实施方式中，可期望形成用于制造微尺度或宏观尺度结构的原料成分，所述原料成分的尺寸小于常规光刻工艺可获得的尺寸，例如宽度或直径为约20nm以下的棒、杆、圆柱体或棱柱体。可期望由例如如下材料形成此类纳米级原料成分：硅；二氧化硅；二氧化钛；氧化锌；钨；或具有所需物理性质、化学性质、光学性质、电学性质或磁性质的其它材料。在一些实施方式中，在形成此类纳米级原料成分的方法中，可利用各种类型的二嵌段或多嵌段共聚物自组装成纳米级结构的能力。在嵌段共聚物自组装的一个具体实例中，将由70％聚苯乙烯(ps)和30％聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)组成的二嵌段共聚物(聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯))(在下文中称为70:30ps-b-pmma，总分子量为64kg/mol)沉积到宽度为约100nm至约600nm的沟槽(trench)中，所述沟槽蚀刻在基底(例如硅或二氧化硅)的表面中。70:30ps-b-pmma将自发形成处于ps基质中的直径为20nm的圆柱形pmma结构域的六角晶格(hexagonallattices)。可通过浸入乙酸中将pmma从圆柱形结构域去除，留下20nm宽的沟槽图案，纳米级原料成分可由该沟槽图案形成。图7a-图7i对使用70:30ps-b-pmma的纳米级原料组装方法的实例进行了阐明。在图7a中，在基底705的上表面中形成光刻限定的沟槽710。在所阐明的实施方式中，基底705是包含如下层的多层基底：例如硅的下层705a、氧化硅或氮化硅的中间层705b、以及例如硅或氧化硅的上层705c。在可相对于下层705a对上层705c进行选择性蚀刻的实施方式中，可省略中间层705b。上层705c的厚度可为例如约20nm，或者其厚度对应于如下所述的用作蚀刻掩模的二嵌段共聚物结构域的直径。沟槽710的深度可为例如约40nm或约为二嵌段共聚物图案的固有周期(naturalperiod)，宽度可为例如约500nm，长度可为几微米至其上形成有沟槽的芯片或半导体晶片的宽度(上至几百毫米)。应该理解的是，代替蚀刻沟槽，可通过在基底705的上表面上沉积和图案化光致抗蚀剂(或另一材料)的壁，来限定与沟槽具有类似尺寸的区域。在图7b中，例如使用旋涂沉积将液相70:30ps-b-pmma共聚物715沉积到基底705顶部，并填充沟槽705。然后，将沉积的70:30ps-b-pmma共聚物715在例如约250℃下退火约8小时，然后冷却到室温，以在退火的共聚物中获得自组装pmma图案。如图7c所示，沟槽705的壁710引发70:30ps-b-pmma共聚物中的聚合物结构域的组装，使得在沟槽705中的ps基质725中形成pmma半圆柱体720。然后，通过将基底705浸入乙酸中来去除pmma半圆柱体，留下凹部730(图7d)。短暂的o2等离子体蚀刻将凹部730下面的ps去除，使剩余ps的岛735之间的表面层705c暴露(图7e)。第二等离子体蚀刻(使用例如sf6+o2等离子体)将未被ps岛735掩盖的层705c全部去除，使得形成层705c材料的纳米棒740(例如硅纳米棒)。然后，以与如上文参照例如图3e所述的原料成分325类似的方式，可由图案化的光致抗蚀剂来覆盖纳米棒740，而且纳米棒740可如上文参照图3f-图3h所述的具有沉积在它们的末端和/或它们的侧面的部分上的点击化学结合材料。可替代地，从7c开始，可通过顺序渗透合成将pmma圆柱体转化为无机材料(例如氧化铝)。可将氧化铝棒用作ps基质的蚀刻掩模以暴露将在其中图案化纳米棒的层705c，并用作在纳米棒层705c中形成纳米棒740的蚀刻掩模(参见图7g)。一旦通过蚀刻限定了纳米棒740，可用例如热灰化和/或溶剂来去除ps基质和转化的pmma圆柱体，并可通过适当的光刻图案化和蚀刻来去除层705c的多余部分(参见图7h)。一旦形成纳米棒740，可在与纳米棒740纵轴正交的方向上对纳米棒740的层进行光刻图案化，然后如下所述并如图8c所示进行蚀刻，来设定纳米棒的长度。在设定这些纳米棒740的长度后，将纳米棒740嵌入光致抗蚀剂基质中(仅暴露其末端)，并可在释放之前仅在末端进行选择性功能化。然后，可通过使用已知的光致抗蚀剂剥离方法去除任何剩余的光致抗蚀剂，并通过暴露至湿法蚀刻剂(例如，如果层705b是sio2则为氢氟酸，如果层705b是si3n4则为磷酸，或者根据层705b的材料所选择的其它合适的蚀刻剂)将层705b蚀刻掉或将其溶解，来从基底705的剩余部分释放纳米棒740。如果下层基底705a是硅并且不存在中间层，则干法xef2蚀刻或湿法koh或tmah蚀刻可释放纳米棒740。可例如通过对用于释放纳米棒740的蚀刻剂进行过滤来收集释放的纳米棒740，并任选地对其进行洗涤以中和蚀刻剂。可对上述工艺进行各种修改。例如，代替层705b为氧化硅或氮化硅，层705b可为聚合物(例如光致抗蚀剂、聚酰亚胺或另一聚合物)层，该聚合物层可沉积到层705a上，并随后通过例如暴露至溶剂(乙二醇、γ-丁内酯、环戊酮、n-甲基-2-吡咯烷酮或其它已知溶剂)和/或通过半导体制造领域已知的热分解将其去除，以释放所形成的纳米棒740。可替代地，可将可溶于水的聚乙烯醇(pva)用作层705b，随后通过暴露至水将其去除，以释放所形成的纳米棒740。进一步地，pmma结构域以及在此工艺中由此形成的纳米棒740的直径可通过调整诸如ps-b-pmma共聚物中ps相对于pmma的量之类的因素来进行调整。相较于上文所述的实例，较大百分比的pmma可产生较大直径的pmma结构域，较低百分比的pmma可产生较小直径的pmma结构域。在一些实施方式中，pmma结构域的直径可为约5nm至约50nm。可通过调整沟槽710的深度来调整pmma结构域的形状。如上所述，使用70:30ps-b-pmma共聚物，深度为约25nm的沟槽将导致形成pmma的半圆柱体结构域。增加沟槽的深度和/或降低ps-b-pmma共聚物中pmma的百分比可形成完全嵌入ps基质的pmma结构域的完整圆柱体。使用嵌段共聚物形成纳米级原料成分(例如包括但不限于氧化铝、二氧化钛、氧化锌或钨中的一种或多种的材料的纳米棒)的另一方法涉及在嵌段共聚物中顺序渗透合成(sis)自组装结构域。图8a-图8c中阐明了这一方法的实例。图8a阐明了其上待形成纳米级原料成分的基底(例如硅基底)的部分。通过基底815上表面上的光致抗蚀剂810的图案化线来对膜接收区域805进行限定。例如通过旋涂沉积将液体嵌段共聚物(例如ps-b-pmma共聚物)沉积到基底815上，并使其填充膜接收区域805的至少部分。如图8b所阐明的，使嵌段共聚物退火，并形成分离的聚合物结构域(例如ps的基质825中的pmma棒820)。pmma棒的直径可为约10nm至约20nm，但是这些尺寸不应被认为是限制性的。膜接收区域805可延伸至完全或基本上完全横跨由基底815形成的晶片830的宽度(图8c)。可通过如下方式来限定待由退火的嵌段共聚物形成的纳米级原料成分的长度：在晶片上图案化光致抗蚀剂835，通过蚀刻(例如用o2等离子体蚀刻)去除退火的嵌段共聚物的暴露区域，然后去除光致抗蚀剂835。可替代地，在如下sis步骤之后执行这一蚀刻，以对由这一方法形成的纳米棒740的长度进行限定。然后，可通过sis从退火的嵌段共聚物的pmma棒820形成纳米级原料成分，所述纳米级原料成分包含例如氧化铝、二氧化钛、氧化锌或钨中的一种，由例如氧化铝、二氧化钛、氧化锌或钨中的一种组成，或者基本上由例如氧化铝、二氧化钛、氧化锌或钨中的一种组成。在sis工艺中，首先将退火的嵌段共聚物暴露至包含金属前体(例如ticl4、alcl3、al(ch3)3或另一已知金属前体中的一种)的蒸汽，该蒸汽扩散穿过ps基质并与pmma结构域中的羰基反应。未配位的过量金属前体可例如通过以高纯度n2进行的吹扫(purge)步骤从退火的嵌段共聚物中去除。与pmma的羰基结合的金属前体的第一单层提供反应性位点，例如在原子层沉积(ald)工艺中以蒸汽形式引至退火的嵌段共聚物的材料与所述反应性位点结合。例如，为了形成al2o3纳米棒，在ald沉积装置中将退火的ps-b-pmma共聚物暴露至al(ch3)3/h2o蒸汽。al(ch3)3和pmma中的羰基基团之间发生配位反应，随后h2o水解，导致在pmma结构域中形成al-oh物质的第一单层。随后的al(ch3)3/h2o暴露的ald循环(例如，每个循环n2吹扫300s，al(ch3)3/h2o暴露60s)导致al2o3形成并结合至al-oh物质的第一单层，并在pmma结构域中逐层构建起al2o3圆柱体。可执行多个ald循环来使al2o3圆柱体生长到期望的直径。例如，在10个ald循环之后，将形成直径约30nm的al2o3圆柱体。在al2o3圆柱体生长到期望直径之后，可用点击化学基团将与其结合的材料对al2o3圆柱体进行功能化或直接用期望的点击化学基团对al2o3圆柱体进行功能化。在一个实施方式中，可对包含所形成的al2o3圆柱体的ps基质的端面进行蚀刻(例如利用o2等离子体蚀刻)来暴露al2o3圆柱体的末端。可通过例如溅射或cvd将期望的材料沉积到al2o3圆柱体的末端上。可将不同材料沉积到al2o3圆柱体的不同末端，从而可使不同的或互补的点击化学基团结合至al2o3圆柱体的相对端。然后，例如通过将ps溶解在适当的溶剂中来去除ps基质，以释放al2o3纳米级原料成分。然后，例如通过对用于溶解ps的溶剂进行过滤来收集释放的al2o3纳米级原料成分。采用类似方法由退火的ps-b-pmma共聚物形成tio2圆柱体纳米级原料成分。为了形成tio2圆柱体纳米级原料成分，可在ald沉积装置中将退火的ps-b-pmma共聚物暴露至ticl4/h2o蒸汽。ticl4与退火的ps-b-pmma共聚物的pmma结构域中的羰基基团配位并水解形成ti-oh。ti-oh物质作为反应性位点，用于随后的ticl4/h2oald沉积循环，以构建tio2圆柱体纳米级原料成分。可通过al催化的sio2ald由退火的ps-b-pmma共聚物形成sio2圆柱体纳米级原料成分。在ald沉积装置中，首先将退火的ps-b-pmma共聚物暴露至al(ch3)3/h2o蒸汽。al(ch3)3与pmma中的羰基之间发生配位反应，随后h2o水解，导致在pmma结构域中形成al-oh物质。随后的使用硅烷醇蒸汽和n2吹扫的ald循环(例如，交替进行硅烷醇暴露400s和n2吹扫1,200s)将使得硅烷醇与al-oh物质反应以形成sio2。可通过al催化的znoald由退火的ps-b-pmma共聚物形成zno圆柱体纳米级原料成分，其涉及首先通过al(ch3)3/h2oald在退火的ps-b-pmma共聚物的pmma结构域中形成al-oh物质，并随后进行二乙基锌ald循环(例如，交替进行二乙基锌暴露300s和n2吹扫300s)。可通过al催化的wald由退火的ps-b-pmma共聚物形成钨圆柱体纳米级原料成分，其涉及首先通过al(ch3)3/h2oald在退火的ps-b-pmma共聚物的pmma结构域中形成al-oh物质，并随后交替进行暴露至si2h6和wf6物质的ald暴露。应该理解的是，可对上述sis工艺进行各种修改。ps-b-pmma嵌段共聚物仅是自组装成不同聚合物结构域(可用于形成纳米级原料成分)的嵌段共聚物的一个实例。可适于通过sis工艺形成纳米级原料成分的各种其它已知嵌段共聚物可包括例如：聚(3-己基噻吩)-b-苝二酰亚胺丙烯酸酯、聚(3-己基噻吩)-b-乙烯基吡啶、聚(3-己基噻吩)-b-丙交酯、聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷、聚(苯乙烯-b-异戊二烯)、聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-甲基丙烯酸甲酯)、聚(苯乙烯-b-(乙烯-共-丁烯)-b-甲基丙烯酸甲酯)、聚(苯乙烯-b-4-乙烯基吡啶)、聚(异戊二烯-b-环氧乙烷)、聚(苯乙烯-b-环氧乙烷)、聚(苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶)、聚(苯乙烯-b-羟基苯乙烯)、聚(苯乙烯-b-n-甲基丙烯酸丁酯)、聚(苯乙烯-b-二茂铁基二甲基硅烷)、聚(苯乙烯-b-二甲基硅氧烷)、聚[苯乙烯-b-(乙烯-alt-丙烯)]、聚(苯乙烯-b-乙烯丁烯-b-苯乙烯)和聚(苯乙烯-b-丁二烯)。这些嵌段共聚物中的一些可自组装成矩形杆状结构域1000(参见图9)(而非圆柱体棒状结构域)，提供了杆状纳米级原料成分的形成。代替或除了使金属前体与ps-b-pmma嵌段共聚物的pmma结构域中的羰基基团反应之外，可使用其它金属前体，以通过例如金属-配体配位作用、共价结合作用或其它相互作用来与不同嵌段共聚物的嵌段共聚物结构域中的不同聚合物单元结合。例如，聚乙烯基吡啶中的吡啶基团(许多嵌段共聚物中的常见嵌段)可选择性地结合包括例如al(ch3)3、alcl3、zncl2或cdcl2在内的金属化合物。聚丙烯酸中的羟基基团(许多嵌段共聚物中的另一常见嵌段)可与al(ch3)3、ticl4或zn(c2h5)2反应，以形成共价键。可将这些金属前体中的任何金属前体用作前体，用于使用例如如上所述的ald工艺在嵌段共聚物的嵌段结构域中生长各种材料。在上文公开的形成原料成分的任何方法中，在原料成分的主体和连接至原料成分的点击化学分子或点击化学基团之间，原料成分的功能化部分可包含结合至原料成分的一个或多个长链分子(例如，聚乙二醇或聚合物或肽链)。所述长链分子可为点击化学分子提供灵活性和/或提供使点击化学分子的不同末端在不同方向上取向的能力，以使得其它成分以不同的取向与原料成分结合。“点击”化学“点击化学”是针对用于通过将小单元连接在一起来快速且可靠地生成物质的化学合成类型的术语。点击化学描述了遵循自然界中的实例来生成产物的方式，该实例也通过将小模块化单元连接在一起来生成物质。该术语在1998年由k.barrysharpless创造，并在2001年由scripps研究所的sharpless、hartmuthkolb和m.g.finn首次进行充分描述。在一些实施方式中，“点击化学”反应用于将微米级或纳米级原料成分连接至基底和/或其它微米级或纳米级原料成分，以形成本文公开的结构的实施方式。用互补化学基团(本文称作a-a’对、b-b’对、c-c’对等，其中a与a’结合但不与b、b’、c或c’结合，b与b’结合但不与a、a’、c或c’结合等)将待连接的原料表面或侧面部分(和/或待连接的原料表面和基底区域)图案化，该互补化学基团将利用共价的、永久的点击反应把它们结合在一起。这种共价键对于温度、去除水和溶液条件的变化而言是稳定的，使得它们成为层级(hierarchical)结构组装的高度可靠方法。在本文公开的组装方法和结构的实施方式中，可使用各种不同的“点击”反应。在一个实例中，炔烃(或环辛炔)和叠氮化官能团表示一种此类a-a’对，显示出已知最有效、最具选择性和通用性的点击反应中的一种：huisgen1,3-偶极环加成。在另一实例中，硫醇与烯烃(即马来酰亚胺)的michael加成可用作替代的a-a’对。醛与烷氧基胺反应形成肟提供了具有正交反应性(orthogonallyreactive)的第三a-a’对。取代酚与茴香胺衍生物的氧化偶联可用于提供第四a-a’偶联。生物素与链霉亲和素官能团表示另一此类a-a’对。本领域已知多种其它a-a’点击化学对。点击活性功能部分的高反应性与大多数传统的光刻图案化方案不兼容。为了克服这一限制，一些实施方式涉及常规微制造技术，来将用于结合点击化学基团的中间材料结合至微米级或纳米级原料成分或者基底的部分和/或将接头分子和点击化学基团结合至基底或者微米级或纳米级原料成分。在一些实施方式中，用前体将与其结合的材料对基底的表面进行图案化，点击化学物质将对其进行选择性功能化，所述表面例如为待与硫醇结合的金表面、待与硅烷结合的硅表面、或待与羧基结合的氧化铁和其它金属。如果如上所述在模板或模具中制造微米级或纳米级原料成分(例如，如模具中的电镀柱形物或聚合物基质中sis形成的原料成分)，可在从模具中取出之前，在暴露面上发生功能化。在对构建块进行微制造并用化学上不同的表面进行功能化之后，将相关的“点击”前体基团接枝到原料和/或基底的表面上，以产生具有期望功能性的表面。点击反应的特异性可能会使多个反应同时进行，在最终组装工艺的设计中提供了最大的通用性。在一些实施方式中，所有“点击”反应都可在该反应为自发反应的条件下进行，使得当两个表面接触时，它们立即反应，以形成牢固、永久的结合。在其它实施方式中，例如，如果反应的快速导致不可接受的缺陷水平，则该反应可在活化条件下进行，在此活化条件下，添加催化剂(用于叠氮化物-炔烃的cu、用于硫醇-马来酰亚胺的硫醇还原剂、用于肟化学的苯胺、或用于酚氧化偶联的氧化剂)以用于仅在粒子退火成正确构型时才引发共价键。在这种情况下，可使用弱的非共价相互作用(如氢键供体/受体或静电相互作用)，以在共价键形成之前促进原料在基底或其它原料上的适当取向。在一些实施方式中，接头可用于将点击化学基团连接到基底上的金属图案和/或连接到原料成分。可认为接头是表面功能化(即硫醇)和点击化学之间的间隔物。接头的实例包括烷基、芳基或杂原子取代的烷基链(其允许溶解度、间隔和/或机械刚度的可调性)。dna选择性组装在医学诊断领域中，已经开发了dna选择性传感器，该传感器允许人们通过感测对一种或多种病原体具有特异性的dna链的存在来检测流体样品中一种或多种病原体(例如病毒或细菌)的存在。各种dna选择性传感器包含传感器元件(例如细金丝或其它纳米结构)，该传感器元件上附着有与感兴趣的病原体的dna互补的dna链的部分。当病原体的dna链(具有与附着至传感器元件的dna链互补的碱基单元(a、c、g、t)顺序)与附着至传感器元件的dna链接触时，dna的两条链结合在一起并在传感器元件上产生力学变化或电学变化，该变化可被检测到以提供病原体存在的指示。在一些实施方式中，可利用互补dna链彼此选择性结合的能力来提供如本文所公开的连接微米级或纳米级原料成分的方法。例如，在一些实施方式中，在期望附着第一微米级原料成分的位置处，使第一dna链结合至基底。使与第一dna链互补的dna链结合至(期望结合至基底的)第一微米级或纳米级原料成分的区域。如图10所阐明的，将第一微米级或纳米级原料成分l1置于溶液710中，并将基底705暴露至溶液710。然后通过dfa工艺(例如使用如上所述的介电泳)使第一微米级或纳米级原料成分l1与基底705对齐并定位在基底705上。当第一微米级或纳米级原料成分l1之一上的dna链715接近基底705上的互补dna链720时，dna的两条链聚集在一起，使第一微米级或纳米级原料成分l1连接至基底705。在一些实施方式中，除了提供用互补dna链使第一微米级或纳米级原料成分l1结合至基底705之外，还提供了额外的结合机制725。例如，除了互补dna链之外，还在期望的结合位置处向基底705和第一微米级或纳米级原料成分l1之一或两者提供额外的结合机制725。额外的结合机制725可包括例如但不限于：可通过热而活化的粘合剂(蜡、热熔粘合剂等)或暴露至一种或多种形式的辐射(uv光、光化辐射等)而活化的粘合剂、和/或焊接材料(例如铟/金或铅/锡共晶合金(eutecticalloy))。在通过互补dna链使第一微米级或纳米级原料成分l1结合至基底705之后，可通过施加热或辐射来活化额外的结合机制，以在第一微米级原料成分l1和基底705之间形成结合，该结合可比互补dna链之间的结合更强，并且可在干燥环境中比互补dna链之间的结合更牢固。可用与结合至第一微米级或纳米级原料成分l1上的期望区域的其它dna链互补的dna链对额外的微米级或纳米级原料成分进行功能化，以通过与第一微米级或纳米级原料成分l1结合至基底705类似的方式，使额外的微米级原料成分结合至第一微米级或纳米级原料成分l1。可将这一dna辅助结合工艺扩展用于将多个级别的微米级或纳米级原料成分连接成期望的结构。由纳米级原料形成的三维晶格结构可利用本文公开的方法连接微米和纳米级原料成分以形成包含晶格结构的超材料(meta-materials)，该超材料具有常规工程材料不可获得的性质，例如强度重量比、重量比能量吸收(weightspecificenergyabsorption)、刚度、强度密度比以及其它物理性质或光学性质、电学性质或磁性质。在结构性气凝胶的具体实例中，可由根据本文公开的方法制造的sio2支柱(struts)(30nm直径×500nm长)来形成超材料气凝胶，并使用本文公开的结合方法将其组装成octet桁架结构。参见图11。下表1阐明了该超材料气凝胶经计算的物理性质和机械性质(与常规二氧化硅气凝胶相比)：表1：二氧化硅气凝胶超材料气凝胶支柱半径(nm)30支柱长度(nm)500固相体积分数～5％2.4％固体密度(kg/m3)～10063.6固体密度(g/m3)～0.10.064杨氏模量(pa)1-10×10693.3×106屈服应力(支柱的屈曲)(pa)16×103240.9×106内表面积(m2/g)600-1,0001.23结构性气凝胶还可展现出比常规二氧化硅气凝胶更高的绝缘性能(更低的导热性)，因为octet桁架结构表现出比常规二氧化硅气凝胶的随机网格更高的热阻率。与常规工程材料相比，结构性气凝胶可由此展现绝热和机械强度的独特组合(参见图12)。这些性质将使结构性气凝胶成为用作例如航空器和航天器中的绝缘体的理想材料。与常规泡沫、弹性体或蜂窝结构相比，由微米或纳米级原料成分形成的其它晶格结构可提供改善超过十倍的重量比能量吸收，并可有希望实现大大降低的发射(transmitted)脉冲和接触应力。由微米或纳米级原料成分形成的晶格结构的动态能量吸收的这些改善归因于：可定制的晶格构造(例如拓扑学、分层和材料选择)、极其优越的晶格支柱长度和大大降低相对密度的能力，从而延缓了压力下“致密化”的发生。因此，由微米或纳米级原料成分形成的晶格结构在实施包括例如如下方面时是期望的：个人防护装备(诸如头盔或军用装甲的运动装备)；车辆碰撞防护(在撞击表面或座椅上作为速度变化缓冲器以减少脊柱损伤)；人员、车辆和结构的空气冲击防护；以及人员和装备的水下冲击(impulse/shock)防护。图13a-图13d阐明了从微米或纳米级原料成分形成三维晶格的方法的实例。在这一实例中，描述了通过互补点击化学基团来进行不同成分之间的结合，然而，应当理解的是，所述不同成分上的互补dna链可另外地或可替代地被用来结合不同的成分。图13a阐明了以限定的图案用点击化学基团1105功能化的基底1100。例如，基底可用金点阵(双功能点击化学分子的第一侧(例如硫醇侧)可与其结合)图案化，或者可包含暴露的硅岛的图案(双功能点击化学分子的硅烷侧可与其结合)。双功能点击化学分子的第二侧可包含点击化学基团1105，例如叠氮化物或上文所述的其它点击化学基团中的一种。在其它实施方式中，点击化学分子的第一侧和第二侧都可用相同种类的点击化学基团功能化。在一些实施方式中，点击化学分子可包含与长链分子(例如聚乙二醇(peg)、聚合物链或肽链)连接的点击化学基团。长链分子可为点击化学分子提供灵活性和/或提供使点击化学分子的不同末端在不同方向上取向的能力。在一些实施方式中，基底1110是导电的(例如高度掺杂的硅)和/或涂布有导电薄膜(例如金属、铟锡氧化物或其它导电材料)，从而促使电荷在基底1110的表面上传播以助于产生电场，来使微米级原料成分对齐、定向和/或移动到基底1110的表面上的合适位置。使基底暴露至包含第一组原料成分1110(例如具有第一末端1115的微米或纳米级棒或杆)的流体，第一末端1115经与基底1100上的点击化学基团1105互补的点击化学基团1120功能化。例如，第一组原料成分1110的第一末端1115可用sio2涂布(或者第一组原料成分1110可由sio2形成)，所述sio2已结合有在分子的第二侧上具有炔烃基团的双功能点击化学分子的硅烷侧。双功能点击化学分子(和/或结合至基底、接头成分或本文公开的任何其它原料成分的点击化学分子)还可包含结合在第一点击化学基团和第二点击化学基团(例如硅烷点击化学基团和炔烃点击化学基团)之间的中间化学基团(例如肽链、peg或聚合物链)。微米或纳米级棒或杆具有第二末端1125，第二末端1125经如下点击化学基团功能化：与第一末端1115相同的点击化学基团1120、与基底1100相同的点击化学基团1105、或不同的点击化学基团1130。例如，微米或纳米级棒或杆的第二末端1125可涂布有金，具有包含叠氮化物的第二侧的双功能点击化学分子的硫醇侧与该金结合。可替代地，微米或纳米级棒或杆的第二末端1125可涂布有sio2或由sio2形成，具有包含炔烃基团的第二侧的双功能点击化学分子的硅烷侧与该sio2结合。使用上文公开的定向流体组装方法中的一种使第一组原料成分1110在基底1100上对齐，或者允许第一组原料成分1110在流体中扩散，直到第一末端1115上的点击化学基团1120与结合至基底1100的点击化学分子上的点击化学基团1105接触。例如，点击化学分子的游离端可能经受由流体(基底浸入其中)的布朗运动而引起的力，并且可能移动，直到与第一组原料成分1110的第一末端1115上的点击化学基团1120接触。点击化学基团1105和1120彼此结合，以限定的图案和取向使第一组原料成分1110结合至基底1100。在一些实施方式中，基底1100上的不同结合点包含不同的点击化学基团，相比第一组原料成分1110的其它成员而言，第一组原料成分1110的不同成员可具有不同的互补点击化学基团并且可包含不同的材料或具有不同的大小或形状。具有不同性质的第一组原料成分1110的不同成员可结合至基底1100上的不同预定点。相比结合至基底的功能化区域的原料成分1110的部分的区域(例如原料成分的末端部分的区域)，基底1100的功能化区域可具有更大的面积。因此，多个原料成分可与基底上各自的功能化区域结合。然后，例如通过将包含结合的第一组原料成分1110的基底1100浸入包含接头成分1135的另一流体中，使第一组原料成分1110的第二末端1125暴露至接头成分1135。接头成分1135包含用点击化学基团1140功能化的至少一部分或一侧，点击化学基团1140与第一组原料成分1110的第二末端1125上的点击化学基团1130互补。接头成分1135可以是具有期望数量的侧面的球体或三维棱柱体，例如立方体。在一些实施方式中，接头成分1135可包含与长链分子(例如聚乙二醇、聚合物链或肽链)连接的点击化学基团。长链分子第一末端上的化学基团可与接头成分1135的主体结合，而结合至长链分子另一侧或另一部分的点击化学基团可包含点击化学基团1140，点击化学基团1140与第一组原料成分1110的第二末端1125上的点击化学基团1130互补。长链分子可为接头成分1135提供灵活性和/或提供接头成分1135的不同侧或部分上的点击化学基团在不同方向上取向的能力。接头成分1135(或相关的长链分子)的不同侧或部分可用相同或不同的点击化学基团1140、1145功能化，在一些实施方式中，相同或不同的点击化学基团1140、1145可以是相同的点击化学基团1105，点击化学基团1105结合至基底1100或者第一组原料成分1110的第一或第二末端。可对接头成分1135的大小和/或形状进行调整，以对结合至接头成分1135的不同原料成分或其基团之间的配位(coordination)和/或相对角度进行设置。例如，对于图13c中所阐明的接头成分1135而言，可期望调整接头成分(在本实例中以球体阐明)的大小，从而使得六个原料成分棒将安装于该接头成分上，以形成如图13d所阐明的期望晶格结构。如果接头成分1135太大，那么额外的、不需要的以及可能不期望的原料成分棒可能与接头成分1135结合。如果接头成分1135太小，则能够附着至接头成分1135的原料成分棒可能数量不足，从而不能形成期望的晶格结构。通过包括适当地对接头成分1135的配位和连接原料成分棒的长度二者进行设置的方法，可制造期望类型的晶格或桁架结构。在一些实施方式中，可控制接头成分1135与原料成分之间的结合强度，一些原料成分类型之间的结合和/或与接头成分1135的一些侧的结合可具有不同的强度。例如，一些结合可能容易弯曲(例如，来模拟成分之间的铰链接合(pinjoint))，而其它结合可能更刚性。可通过调整设置在点击化学分子中的点击化学基团之间的长链分子的长度或材料或其它性质来调整不同的结合强度，所述点击化学分子结合至接头成分1135的不同侧和/或结合至不同接头成分1135和/或结合至不同原料成分。在一些实施方式中，可将长链分子布置在点击化学分子中的点击化学基团之间，所述点击化学分子仅结合至所选择的接头成分1135的不同侧和/或不同接头成分1135和/或不同原料成分。使用上文公开的定向流体组装方法中的一种或通过扩散或在流体(基底浸入其中)分子的布朗运动的影响下，使接头成分1135与第一组原料成分1110的第二末端1125接触，并且接头成分1135的点击化学基团1140结合至第一组原料成分1110的第二末端1125上的点击化学基团1130，使接头成分1135结合至第一组原料成分1110的第二末端1125。在一些实施方式中，具有不同点击化学基团和/或不同形状或其它特性的不同的接头成分1135可结合至第一组原料成分1110的不同成员。然后，例如通过将包含结合的第一组原料成分1110和接头成分1135的基底1100浸入含有第二组原料成分1150的另一流体中，将接头成分1135的游离侧暴露至第二组原料成分1150。第二组原料成分1150可以是由与第一组原料成分1110相同或不同的材料制成的棒或杆。第二组原料成分1150包含经点击化学基团1160功能化的第一末端1155和经点击化学基团1170功能化的第二末端1165。在一些实施方式中，点击化学基团1160和1170是相同的化学基团，并且可与结合至第一组原料成分1110的第一和第二末端的点击化学基团1120、1130相同或者不同。第二组原料成分1150的第一和第二末端1155、1165的点击化学基团1160、1170与接头成分1135游离侧上的点击化学基团1140、1145互补。在一些实施方式中，点击化学基团1160、1170经由一个或多个长链分子(例如聚乙二醇或聚合物链)结合至第二组原料成分1150的第一和第二末端1155、1165。使用上文公开的定向流体组装方法中的一种或通过扩散，使第二组原料成分1150的第一和第二末端1155、1165与接头成分1135接触，并且接头成分1135的点击化学基团1140、1145结合至第二组原料成分1150的第一和第二末端1155、1165上的点击化学基团1160、1170，使第二组原料成分1150的第一和第二末端1155、1165结合至接头成分1135，并扩展到第一组原料成分1110。第二组原料成分1150的不同成员可具有不同的性质(例如材料和/或形状和/或大小)，可包含不同的点击化学基团，可结合至第一组原料成分1110中的不同原料成分和不同接头成分1135。第二组原料成分1150可经由接头成分1135结合至第一组原料成分1110，以使得第二组原料成分1150的纵轴基本上垂直于第一组原料成分1110的纵轴。第一和第二原料成分1110、1150可在晶格结构中结合在一起。可根据期望形成的晶格或桁架结构的类型，以不同的角度使第一和第二原料成分1110、1150结合在一起。第一和第二原料成分1110、1150之间的结合角度可由如下方面来决定：第一和第二原料成分1110、1150的端面角度、和/或第一和/或第二原料成分1110、1150末端上的点击化学基团的取向、和/或接头成分1135的形状、和/或接头成分1135上的点击化学基团的取向。不同点击化学基团之间的结合角度还可影响第一和第二原料成分1110、1150之间的结合的取向。可使第二组原料成分1150中的多个原料成分以这一方式各自结合至第一组原料成分1110中的单个成员的单个末端。可认为第一和第二原料成分1110、1150的结合图案是介观结构图案，该图案具有介于纳米级与微米级尺寸区域之间的介观尺度区域的特征尺寸(例如结合的原料成分的重复图案的尺寸)。使接头成分1135中的至少一些的至少一个额外侧处于游离状态，并且包含额外原料成分可与其连接的点击化学基团1145。接头成分1135的额外侧可起到与结合至基底1100的点击化学基团相同的功能，提供了待连接的接头成分以及第一和第二原料成分的额外层。随后可使接头成分以及第一和第二原料成分的额外层连接，以构建具有期望尺寸的晶格或桁架结构。例如，多层原料成分可根据上文公开的方法连接，以形成如图11所阐明的octet桁架。在一些实施方式中，可将介观结构晶胞(mesostructuredunitcells)(具有接头成分、接头成分之间结合的原料成分以及开放点击键(openclickbonds))如以上段落所述进行组装，然后如上所述分层组装到基底上，或者组装为没有基底的超结构(superstructure)。应该理解的是，在一些实施方式中，可省略接头成分1135，各种原料成分可彼此直接连接以形成晶格或桁架结构。原料成分的不同部分和/或侧可用不同的点击化学基团进行功能化，以控制结合的原料成分的取向。一组原料成分中的多个原料成分可各自结合至第二组原料成分中的单个原料成分的单个功能化部分。基底1100并非在所有实施方式中都是必要的。在一些实施方式中，可将不同原料成分彼此同时地引入溶液中，并可通过互补点击化学基团(和/或互补dna链)将其结合在一起，以形成晶格或桁架结构，而没有需要支持在基底上的原料成分。第二组原料成分可结合至溶液中的第一组原料成分的第一和第二末端这两端(或结合至第一组原料成分的第一和第二末端上的接头成分)，以形成三维晶格或桁架结构的至少部分。额外原料成分可结合至第一或第二原料成分的接头成分的其它部分，以构建晶格或桁架结构。可重复这一过程，直至晶格或桁架结构达到预期尺寸。此外，应该理解的是，包含点击化学基团的结合位点不仅可存在于用于形成晶格或桁架结构的原料成分的末端部分，还可存在于原料成分的中间部分或侧，从而使得原料成分不仅可在其末端上的第一和第二部分处彼此结合，还可在远离其末端的第三部分处彼此结合。在另一方面，可利用微米或纳米尺寸的棱柱体来形成具有有用性质的三维结构，例如电子结构。在一个具体实例中，可利用根据本文公开的方法制造的矩形棱柱体、块体或立方体形状的原料成分来形成感应器。感应器由两种不同类型的原料成分形成：包含感应器或由感应器构成的原料成分(例如sio2)；以及包含导电材料或由导电材料构成的原料成分(例如铜或铝)。原料成分的高度、长度和宽度可约为1μm，然而也可使用更小的尺寸，而且原料成分的高度、长度和宽度尺寸不必相同。在不同面上用不同点击化学基团对原料成分进行功能化，以控制与所述原料成分结合的其它原料成分的类型。如图14a所阐明的，可使第一层原料成分连接在一起以形成第一层感应器。原料成分包含绝缘原料成分1155和导电原料成分1160。在一个实施方式中，可将原料成分引入流体介质中，并通过上文公开的定向流体组装方法中的一种移动至彼此接触、或使其在流体中扩散，直到不同原料成分的面上的互补点击化学基团彼此接触并使原料成分结合在一起。如图14b-图14d所阐明的，可增加额外的原料成分层，以逐层构建感应器。图14e阐明了最终的感应器结构，其中出于清楚仅阐明了导电原料1160。可以采用类似方式来制造其它微米级或纳米级电气器件或电子器件(例如电阻器、电容器或晶体管)，甚至可使用本文公开的定向流体组装和点击化学结合使所述器件彼此接触以形成三维电路。在一些实施方式中，在使用互补点击化学物质(或互补dna链)进行组装之后，可对组装的微米级或纳米级电气器件或电子器件进行退火，以例如增加原料成分之间的结合强度和/或电导率。可由本文所公开的微米或纳米级原料成分形成许多不同类型的晶格或桁架结构。晶格或桁架结构的类型可基于包括例如以下因素在内的因素确定：可使用的不同微米或纳米级原料成分的形状和大小、微米或纳米级原料成分上的点击化学基团的取向、接头成分的形状和大小、以及接头成分上的不同点击化学基团的取向。可由本文所述的微米或纳米级原料成分形成的晶格的一种类型是octet桁架结构。octet桁架具有如图11所阐明的晶胞a。richardfuller于1961年在美国专利2,986,241中首次描述了用于构建结构的octet桁架结构。该结构包含面心立方(fcc)晶格，八个四面体分布在八面体核的面上。每个晶胞或节点(node)有12个支柱。octet桁架结构展现出的刚度密度比显著高于许多其它晶格或桁架结构的刚度密度比。可由本文所述的微米或纳米级原料成分形成的晶格的另一种类型包括拉胀材料晶格。拉胀材料是具有负泊松比的材料，并且如图15a所阐明的，当在长度方向上拉伸并拉紧时在宽度方向上膨胀。将图15a所阐明的结构归类为凹入结构(re-entrantstructure)。图15a-图15e阐明了可由本文所述的微米或纳米级原料成分形成的不同凹入拉胀材料晶格结构。为易于阐明，这些结构以二维形式进行阐明。可由本文所述的微米或纳米级原料成分形成的拉胀材料晶格可包括手性材料晶格。手性结构中的手性单元包含附接于具有旋转对称性的节点的纽带(ligaments)。该结构可以是左旋的或右旋的。如果节点位于纽带的相对侧，认为该结构是手性的。如果节点位于纽带的同一侧，则认为该结构是反手性的(外消旋的)。“meta-手性”结构是包含附接于节点的纽带的结构，但该结点的旋转对称程度不同于附接于每个节点的纽带数。图16a阐明了三重(trichiral)手性结构的实例。图16b阐明了四重手性结构的实例。图16c阐明了六重手性结构的实例。图16d阐明了反三重手性结构的实例。图16e阐明了反四重手性结构的实例。为易于阐明，这些结构以二维形式进行阐明。为易于制造，例如如图16f所阐明的，本文公开的手性材料晶格的圆形部分可由矩形或其它多边形替换。可由本文所述的微米或纳米级原料成分形成的拉胀材料晶格可包括旋转单元(rotatingunits)。如图17a和图17b所阐明的，微米或纳米级单元可通过旋转键连接，使得单元随所施加的应力旋转。可由本文所述的微米或纳米级原料成分形成的其它拉胀结构可包括通过原纤维(fibrils)连接的结节(nodules)。如图18所阐明的，随着结节在长度方向上被拉开，结节在宽度方向上被原纤维彼此拉开。已经如此对本发明的至少一个实施方式的几个方面进行了描述，可以理解的是，本领域技术人员容易想到各种改变、修改和改进。此类改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前面的描述和附图仅是示例。当前第1页12