光打印金屬納米結構新法面世，比傳統方法快480倍，成本僅為原方法的1/35
發布時間：2024年1月25日
來源：科技日報
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據《先進材料》雜志報道，美國佐治亞理工學院研究人員開發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，它比目前的傳統方法快480倍，成本僅為原方法的1/35。
在納米尺度上打印金屬可創建具有有趣功能的獨特結構，對包括電子設備、太陽能轉換、傳感器和其他系統的發展至關重要。人們普遍認為，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，這對大多數實驗室和小型企業來說過于昂貴。
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光二極管（SLED），它發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字圖像轉換為光學圖像，并在玻璃表面顯示的系統。該系統的操作方式類似于數字投影儀。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。當投影系統發出的光線照射到溶液中時，會發生化學反應，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，研究人員發現，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。