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
Секретный ИИ-гаджет от OpenAI принесет миллионы вдове Джобса: о чем идет речь
Новости
Отец устал слушать сына и «сбагрил» его ChatGPT: что из этого вышло
Новости
Выяснилось, что влияет на самооценку мужчин на самом деле
Наука
Ютубер собрал из «мусора» ручной лазер, прожигающий алмазы
Новости
Физики придумали, как создать настольный ускоритель частиц с мощностью гигантских установок
Наука
Китайский робот научился готовить пельмени и пользоваться палочками
Новости
Цифровые лидеры нового времени: объявлены лауреаты ежегодной Премии Digital Leaders-2025
Новости
Древнейший «арт-объект» неандертальцев с отпечатком автора, нашли в Испании
Наука
На Урале разработали сверхпрочное покрытие для защиты авиадвигателей
Наука
Сверхтонкая линза делает видимым инфракрасное излучение
Наука
Новый закон об иностранных мессенджерах вступил в силу в России
Новости
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис