Нанопечатът се ускорява 1000 пъти с изстискващ се хидрогел

Изследователи от университета Карнеги Мелън и китайския университет в Хонг Конг ускориха 3D печата

устройства с размер само няколко десеткинанометри с помощта на лазер и хидрогел. Те създадоха триизмерен модел на продукта в хидрогела и го намалиха до малки размери. Разработката ще бъде полезна в биотехнологиите, фотониката и създаването на наноустройства.

За да отпечатат малки устройства, учените са използвалидвуфотонна фемтосекундна литография. Те използваха фемтосекунден двуфотонен лазер, за да променят мрежовата структура и размера на порите на хидрогела. В резултат на това вътре в полимерния материал се образува модел, който може да бъде запълнен с частици от различни вещества, разтворени във вода. Тъй като гелът се свива по време на процеса на дехидратация, частиците се сливат заедно, за да образуват готовия твърд продукт.

Продукти, отпечатани от различни материали по нова технология. Изображение: Университет Карнеги Мелън

Например, ако лазерно нанесен хидрогелпоставите сребърни наночастици в шаблон в разтвор, последният ще се сглоби сам по модела, обясняват учените. Когато гелът изсъхне, той се свива до 13 пъти повече от първоначалния си размер. Това прави среброто достатъчно плътно, за да образува наноструктура, която провежда електричество.

Изследователите са показали, че технологията работи сразлични материали. Те включват метали, метални сплави, 2D материали, оксиди, диаманти, полупроводници, полимери, биоматериали, молекулярни кристали и мастила.

Традиционните 3D нанопринтери фокусират лазераточка за последователна обработка на материалите и отнема много време за завършване на печата, казват учените. Новата технология променя ширината на лазерния импулс, за да образува шарени светлинни листове, което води до кохерентно изображение, съдържащо стотици хиляди пиксели. В същото време скоростта на печат се увеличава 1000 пъти.

Авторите смятат, че технологията може да се използваза отпечатване на функционални наноустройства като електрически вериги, биосензори или дори нанороботи. Освен това може да се използва за създаване на малки системи за съхранение на данни: един кубичен сантиметър материал може да опакова до 5 Pbit (625 Tb) информация, добавят те.

Кодиране на информация с помощта на хидрогел. Изображение: Университет Карнеги Мелън

Прочетете още:

Оказа се колко е стара водата, която пием днес

17-годишен инженер излезе с безмагнитен двигател: той може да се използва в електрически превозни средства

Недалеч от Земята са открити две планети. Може би са населени