Imprimarea metalelor la nivel nano

Chiar și atunci când se imprimă 3D cele mai mari structuri, este important să se înțeleagă cele mai mici detalii sau defecte. Acestea pot face diferența între succes și o încercare eșuată. 

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din California, Caltech, încearcă să înțeleagă mai bine performanța imprimării la scară nanometrică. Cercetările lor au condus la o nouă tehnică de imprimare a metalelor care poate produce amprente mult mai puternice la dimensiuni similare. Aceste obiecte sunt invizibile cu ochiul liber. 

Pornind de la experimentele anterioare, a fost inventată o nouă tehnică pentru a imprima obiecte metalice de dimensiuni microscopice, cu o grosime de câteva foi de hârtie, iar apoi gama de dimensiuni microscopice a fost redusă la cea nanometrică. 

Un lucru neașteptat s-a întâmplat cu piesele micșorate până la a mia parte: cu cât era mai mică imprimarea, cu atât materialele apăreau mai dezordonate la scară atomică. La o dimensiune normală, dezordinea ar fi fost în detrimentul calității, cu crăpături și altele asemenea. 

Cu toate acestea, la scară nanometrică, anomalia a constat în faptul că amprentele erau de trei până la cinci ori mai puternice decât dacă ar fi fost realizate cu atomi mai bine aranjați. 

Procesul complex a folosit un amestec de hidrogel, un polimer care poate absorbi cantități mari de apă și apoi poate fi modelat cu ajutorul laserului. Laserul face ca materialul fotosensibil să se solidifice în formele dorite. 

După întărire, ionii metalici pe bază de nichel au fost utilizați prin intermediul unor soluții lichide. Metalul a fost absorbit de hidrogel, dar căldura a făcut ca hidrogelul să se ardă, lăsând doar metalul. În etapa finală, tot oxigenul este eliminat sau transformat în cadrul structurii metalice. În mod surprinzător, materialul devine și mai rezistent. 

Este ciudat că defectele care sunt deosebit de neplăcute și deranjante la scară mai mare și care reduc performanța materialului – și pe care noi facem tot posibilul să le eliminăm – sunt consolidate și mai robuste în această gamă de dimensiuni. 

Rezultatul final este reprezentat de structuri eficiente la scară nanometrică, iar durabilitatea acestora promite noi perspective în domeniul producției.