Onderzoekers van de Carnegie Mellon Universiteit en de Chinese Universiteit van Hong Kong hebben het 3D-printen versneld
Om kleine apparaten te printen, gebruikten wetenschapperstwee-foton femtoseconde lithografie. Ze gebruikten een femtoseconde laser met twee fotonen om de netwerkstructuur en poriegrootte van de hydrogel te veranderen. Als gevolg hiervan wordt een patroon gevormd in het polymeermateriaal, dat kan worden gevuld met deeltjes van verschillende stoffen opgelost in water. Terwijl de gel krimpt tijdens het dehydratatieproces, smelten de deeltjes samen om het afgewerkte vaste product te vormen.
Producten bedrukt met verschillende materialen met behulp van nieuwe technologie. Afbeelding: Carnegie Mellon Universiteit
Bijvoorbeeld als een met laser aangebrachte hydrogelplaats zilveren nanodeeltjes in een patroon in een oplossing, deze zullen zichzelf langs het patroon assembleren, leggen de wetenschappers uit. Wanneer de gel droogt, krimpt deze tot 13 keer zijn oorspronkelijke formaat. Dit maakt zilver compact genoeg om een nanostructuur te vormen die elektriciteit geleidt.
Onderzoekers hebben aangetoond dat de technologie werkt metverschillende materialen. Deze omvatten metalen, metaallegeringen, 2D-materialen, oxiden, diamanten, halfgeleiders, polymeren, biomaterialen, moleculaire kristallen en inkten.
Traditionele 3D-nanoprinters focussen laserpunt voor sequentiële verwerking van materialen en het duurt lang om het afdrukken te voltooien, zeggen wetenschappers. De nieuwe technologie verandert de breedte van de laserpuls om lichtvellen met patronen te vormen, wat resulteert in een samenhangend beeld met honderdduizenden pixels. Tegelijkertijd wordt de afdruksnelheid 1000 keer verhoogd.
De auteurs geloven dat de technologie kan worden gebruiktom functionele nanodevices zoals elektrische circuits, biosensoren of zelfs nanorobots te printen. Bovendien kan het worden gebruikt om kleine gegevensopslagsystemen te maken: één kubieke centimeter materiaal kan tot 5 Pbit (625 Tb) aan informatie bevatten, voegen ze eraan toe.
Coderen van informatie met behulp van een hydrogel. Afbeelding: Carnegie Mellon Universiteit
Lees verder:
Het bleek hoe oud het water is dat we vandaag drinken
De 17-jarige ingenieur bedacht een magneetloze motor: hij kan worden gebruikt in elektrische voertuigen
Niet ver van de aarde zijn twee planeten gevonden. Misschien zijn ze bewoond