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
Китай показал лазерную передачу данных со спутника со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Кольцо весом 500 кг упало на Землю: откуда оно — неизвестно
Космос
Болезнь Альцгеймера связали с вирусом, которым заражены миллиарды людей
Наука
В Венгрии нашли древнейшее средневековое захоронение женщины с оружием
Наука
Ученые измерили излучение от смартфонов и сетей связи 5G
Новости
Раскрыта тайна миграции летучих мышей: они могут «оседлать шторм»
Наука
Китай обогнал Starlink: данные с орбиты передали со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Найден неуловимый вулкан, который охладил Землю во времена Пушкина
Наука
Полеты к Луне, новый телескоп и анализ астероида: за какими миссиями следить в 2025 году
Кейсы
Как викинги и германцы пересекали Европу: анализ ДНК раскрыл пути древней миграции
Наука
Анализ «генеалогии» использовали для выявления опасных бактерий и вирусов
Наука
Астрофизики отследили источник радиосигнала из далекой галактики
Космос
Робот на водке, тараканы-киборги и механический голубь: необычные устройства 2024 года
Кейсы
Лучшее за 2024 год: интересные статьи партнеров
Кейсы
Борьба с ВИЧ, карта мозга и супер-земля: открытия 2024 года, изменившие мир
Кейсы
Чем запомнился 2024 год в изучении космоса: лунные миссии, успехи Маска и тайны темной материи
Кейсы
Неожиданное место активности гравитационных волн нашли в космосе
Космос
Астрономы нашли гигантский резервуар воды в космосе
Космос
У библейской горы в Иерусалиме обнаружили редкий артефакт
Наука
Кто-то смотрит в космос: посмотрите на туманность с необычной формой
Космос