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
Началась разработка космического двигателя на воде: что о нем известно
Космос
Через Млечный Путь несется пара объектов на гиперскорости: что о них известно
Космос
Названы опасные побочные эффекты использования ИИ для мозга
Наука
НАСА рискуют провалить главную лунную программу и не только
Кейсы
Прибор для анализа крови без уколов привлек 35 млн рублей от стартап-студии
Наука
«Джеймс Уэбб» рассмотрит астероид, который может угрожать Земле
Космос
Телескоп «Евклид» наблюдал редкое кольцо Эйнштейна в соседней галактике
Космос
Российские физики создали чрезвычайно вместительную «тару» для водорода
Наука
Внутреннее ядро Земли деформировалось за три десятилетия, считают геологи
Наука
Илон Маск предложил $97,4 млрд за OpenAI, ему выдвинули встречное предложение
Новости
«Росатом» нацелен на практическое применение квантовых технологий
Новости
Ученые предупреждают: риск столкновения самолетов с космическим мусором растет
Космос
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Наука
Стартап из Челябинска разработал умного помощника для анализа здоровья
Новости
Астрономы открыли крупнейшую структуру во Вселенной: она в 13 000 раз больше Млечного Пути
Космос
Люди ели врагов 18 000 лет назад: следы каннибализма нашли в пещере в Польше
Наука
Достижения российской науки за год: прорывы, исследования, технологии и планы на будущее
Кейсы
Ученые нашли способ идеально сварить яйцо
Новости
Странные звезды прилетают Млечный Путь: выяснилось, откуда они берутся
Новости
Выяснилось, как синие киты научились скрываться от косаток, несмотря на огромные размеры
Новости