研究人員開發光投影納米級金屬3D打印工藝，速度提升480倍，成本降低35倍
時間：2024-01-24 10:34 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：長期以來，金屬納米結構的直接打印是困擾科學家的一大難題。這是由于目前的打印技術仍無法有效達到納米級分辨率，即使能夠實現納米級打印，制造過程也是過于昂貴和緩慢。將溶劑化的金屬離子光還原成金屬納米粒子是一種有吸引力的策略，因為它比基于沉積的技術更快。然而，它仍然受到分辨率與成本權衡的限制，因為納米結構的亞衍射打印需要來自昂貴的飛秒激光器的高強度光。
2024年1月23日，來自佐治亞理工學院的研究人員開創了一種新型納米級金屬 3D 打印技術，該技術在速度和經濟性方面都超越了當前的方法。它引入了一種可擴展的解決方案，能夠給受昂貴成本限制的傳統應用領域帶來新的突破。相關研究以題為“通過超發光光投影實現金屬納米結構的可擴展打印/ScalablePrinting of
Metal Nanostructures through Superluminescent Light
Projection”的論文被發表在《先進材料》期刊上。
相關論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202308112
研究團隊由助理教授 Sourabh Saha 和博士領導。學生 Jungho Choi
實現了金屬納米結構的打印技術，其速度比傳統方法快 480 倍，成本低 35
倍，令人印象深刻。這一過程被稱為納米圖案化，對于各種技術至關重要，包括電子設備、太陽能轉換、傳感器等。
△研究人員和他們的超發光光投影系統
Saha 和 Choi
挑戰了高強度飛秒激光器對于納米級打印至關重要的傳統觀念，探索了替代方案。他們選擇了超輻射發光二極管
(SLED)，其發出的光強度比飛秒激光器低十億倍。研究人員巧妙地設計了一種投影式打印技術，可將數字圖像轉換為光學圖像，展示出更清晰的焦點和更快的生產速度。
研究人員利用注入金屬鹽的透明墨水溶液，在暴露于超輻射光下時產生化學反應。該反應將鹽溶液轉化為金屬，在玻璃表面形成納米結構。值得注意的是，投影式打印可以一步創建整個結構，與逐點方法形成鮮明對比，顯著提高了效率。
△佐治亞理工學院的logo，采用納米級工藝打印而成。（圖片來源：佐治亞理工學院）
Saha表示：“我認為，在致力于制造微型結構的科學界中，成本和速度的指標被大大低估了。在現實世界中，當要將實驗室的發現轉化為工業時，這些指標非常重要。只有當我們擁有考慮到這些指標的制造技術時，我們才能夠充分利用納米技術來造福社會。”
SLED 的成本約為 3,000 美元，研究人員的目標是使納米級 3D 打印大眾化，使其超越擁有昂貴技術的頂尖大學。潛在的應用涵蓋電子、光學和等離激元學，為研究人員和小型企業等提供低成本解決方案。
(責任編輯：admin)
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