光打印金屬納米結構新法面世

科技日報2024年1月23日報道，美國佐治亞理工學院研究人員開發(fā)出一種基于光的打印金屬納米結構的方法。這種方法比目前任何可用技術都更快、更便宜。具體而言，它比目前的傳統(tǒng)方法快480倍，成本僅為原方法的1/35。該成果2024年1月18日發(fā)表在《先進材料》雜志上。

在納米尺度上打印金屬可創(chuàng)建具有有趣功能的獨特結構，對電子設備、太陽能轉換、傳感器和其他系統(tǒng)的發(fā)展至關重要。科學家普遍認為，納米級打印需要高強度的光源。但是，飛秒激光工具價格高達50萬美元，這對大多數(shù)實驗室和小型企業(yè)來說過于昂貴。

研究人員致力于尋找一種低成本、低強度的光，可以類似飛秒激光器的方式聚焦。他們選擇了超輻射發(fā)光二極管（SLED），它發(fā)出的光強度是飛秒激光器的十億分之一。

研究人員設計了一種將數(shù)字圖像轉換為光學圖像，并在玻璃表面顯示的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的操作方式類似于數(shù)字投影儀。其利用超輻射光線的獨特性質，以最小的缺陷產生出聚焦清晰的圖像。

隨后，研究人員開發(fā)了一種由金屬鹽組成的透明墨水溶液，并添加了其他化學物質，以確保液體能夠吸收光線。當投影系統(tǒng)發(fā)出的光線照射到溶液中時，會發(fā)生化學反應，并將鹽溶液轉化為金屬。金屬納米顆粒附著在玻璃表面，顆粒的團聚形成了納米結構。由于這是一種投影式打印，可一次打印整個結構，而不是逐點打印，因此速度更快。

在測試了這項技術后，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在低強度的光線下也可進行投影式納米級打印，但前提是圖像必須清晰聚焦。與昂貴的飛秒激光器不同，研究人員在打印中使用的SLED的價格便宜很多。

（來源：科技日報）