Наноинженеры напечатали на 3D-принтере орнаменты из стекла

Инженеры из Университета Райса создали на 3D-принтере наноорнаменты из хрусталя и стекла. Результаты разработки наноинженеров опубликованы в журнале Nature Materials.

Ученые создают наноструктуры из диоксида кремния с помощью сложного 3D-принтера. Их метод основан на печати микромасштабных электронных, механических и фотонных устройств снизу вверх. Продукты могут быть легированы, а их кристаллическая структура настроена для различных применений.

«Очень сложно создавать сложные трехмерные геометрии с помощью традиционных методов фотолитографии, — сказал Джун Лу, профессор материаловедения и наноинженерии инженерной школы Джорджа Р. Брауна. — Это также не очень “зеленый” метод, потому что для него требуется много химикатов и несколько этапов. И даже при выполнении всех требований некоторые конструкции невозможно построить с помощью этих методов».

Наноинженеры из Университета Райса научились создавать произвольные трехмерные формы, что может быть полезно для создания экзотических фотонных устройств.

На схеме, представленной в научной работе, в разрезе показан процесс двухфотонной печати кремнеземных структур с разрешением менее 200 нанометров.

В лаборатории используется процесс двухфотонной полимеризации для печати структур с линиями шириной всего несколько сотен нанометров, что меньше длины волны света. Лазеры «пишут» линии, «побуждая» чернила поглощать два фотона, инициируя свободнорадикальную полимеризацию материала.

«Нормальная полимеризация включает в себя полимерные мономеры и фотоинициаторы, молекулы, которые поглощают свет и генерируют свободные радикалы», — рассказал о процессе, в котором обычно используется ультрафиолетовый свет в 3D-печати, аспирант Бою Чжан.

«В нашем процессе фотоинициаторы поглощают два фотона одновременно, что требует много энергии, — сказал он. — Только очень маленький пик этой энергии вызывает полимеризацию и только в очень крошечном пространстве. Поэтому этот процесс позволяет нам выйти за пределы дифракционного предела света».

Для реализации этого метода печати потребовалось разработать уникальные чернила. Наноинженеры создали смолы, содержащие наносферы диоксида кремния, легированные полиэтиленгликолем, чтобы сделать их растворимыми.

После печати структура затвердевает за счет высокотемпературного спекания, при котором из продукта удаляется весь полимер, а остается только аморфное стекло или поликристаллический кристобалит.

Следующая цель лаборатории: усовершенствовать процесс для достижения разрешения менее 10 нм.


Читать далее

Хокинг был прав, но иногда ошибался: самые смелые идеи ученого

Астрономы выяснили, что Земля и Солнечная система находятся в гигантском магнитном туннеле

Замерзший мамонт и человек в «асфальте»: как природа останавливает время

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В Москве дожди, а в пустыне — выпал снег: посмотрите на редкое явление из космоса
Космос
Обнаружено самое далекое мини-гало: радиосигнал прошел 10 млрд световых лет
Космос
Товары для взрослых начнут продавать онлайн по биометрии
Новости
Две трети абитуриентов выбирают ИИ как приоритетное ИТ-направление
Наука
Тираннозавр был не таким, как в фильмах, рассказывает палеонтолог
Наука
Google запустил ИИ-приложение для виртуальной примерки одежды
Новости
В России создали ИИ для защиты памятников от разрушения при строительстве
Новости
Галактику Андромеды показали такой, какой ее еще не видели
Космос
Минспорт требует от киберспортсменов бег и отжимания: новый стандарт вызвал споры
Новости
AAEON выпустила самый компактный одноплатный компьютер с чипами Intel Core 13-го поколения
Наука
Этот паразит годами незаметно поедает мозг: названы главные признаки
Наука
Посмотрите на редкое фото Сатурна: это затмение не увидеть еще 15 лет
Космос
Старые смартфоны превратили в подводные центры обработки данных
Новости
Телескоп в Антарктиде зафиксировал первый свет Вселенной с рекордной точностью
Космос
Орангутаны тоже спят сиесту: днем приматы компенсируют ночной недосып
Наука
Искусственный интеллект науился писать код для компьютерных чипов
Новости
Кофеин активирует механизм, который замедляет старение в клетках
Наука
Археологи повторили путешествие древних людей на каноэ каменного века
Наука
Как правильно мыть голову летом: это важно для аллергиков
Наука
В России в 2025 году появятся шесть новых университетских стартап-студий
Новости