Nanoprinting accelererede 1.000 gange med squeezable hydrogel

Исследователи из университета Карнеги-Меллона и Китайского университета Гонконга ускорили 3D-печать

enheder kun et par dusin i størrelsenanometer ved hjælp af laser og hydrogel. De skabte et tredimensionelt mønster af produktet i hydrogelen og reducerede det til små størrelser. Udviklingen vil være nyttig inden for bioteknologi, fotonik og skabelsen af ​​nanoenheder.

For at udskrive bittesmå enheder brugte videnskabsmændto-foton femtosekund litografi. De brugte en femtosekund to-foton laser til at ændre netværksstrukturen og porestørrelsen af ​​hydrogelen. Som et resultat dannes der et mønster inde i polymermaterialet, som kan fyldes med partikler af forskellige stoffer opløst i vand. Da gelen krymper under dehydreringsprocessen, smelter partiklerne sammen for at danne det færdige faste produkt.

Produkter trykt af forskellige materialer ved hjælp af ny teknologi. Billede: Carnegie Mellon University

For eksempel hvis en laserpåført hydrogelplacere sølvnanopartikler i et mønster i en opløsning, vil sidstnævnte selv samle langs mønsteret, forklarer forskerne. Når gelen tørrer, krymper den op til 13 gange sin oprindelige størrelse. Dette gør sølv tæt nok til at danne en nanostruktur, der leder elektricitet.

Forskere har vist, at teknologien arbejder meddiverse materialer. Disse omfatter metaller, metallegeringer, 2D-materialer, oxider, diamanter, halvledere, polymerer, biomaterialer, molekylære krystaller og blæk.

Traditionelle 3D nanoprintere fokuserer laserpunkt for sekventiel behandling af materialer og tager lang tid at færdiggøre udskrivning, siger videnskabsmænd. Den nye teknologi ændrer bredden af ​​laserimpulsen for at danne mønstrede lysark, hvilket resulterer i et sammenhængende billede, der indeholder hundredtusindvis af pixels. Samtidig øges udskrivningshastigheden med 1.000 gange.

Forfatterne mener, at teknologien kan brugesat printe funktionelle nanoenheder såsom elektriske kredsløb, biosensorer eller endda nanorobotter. Derudover kan det bruges til at skabe små datalagringssystemer: En kubikcentimeter materiale kan pakke op til 5 Pbit (625 Tb) information, tilføjer de.

Kodning af information ved hjælp af en hydrogel. Billede: Carnegie Mellon University

Læs mere:

Det viste sig, hvor gammelt vandet vi drikker i dag

17-årig ingeniør kom med en magnetløs motor: den kan bruges i elektriske køretøjer

To planeter er blevet fundet ikke langt fra Jorden. Måske er de beboede