Немецкие учёные придумали, как сделать 3D-печать с наноразмерной точностью доступной каждому

Немецкие учёные придумали, как сделать 3D-печать с наноразмерной точностью доступной каждому

Сегодня мы не удивляемся компактным лазерным принтерам, хотя на заре зарождения технологии и долгие годы после появления на рынке лазерные принтеры удивляли размерами и весом. Похожая ситуация с лазерной 3D-печатью. Это высокоточные устройства аддитивного моделирования, но размеры устройств остаются сравнительно большими — с объёмный чемодан или около того. Новые немецкие технологии помогут уменьшить такие принтеры до размеров обувной коробки.

Слева изображение напечатанной 3D-структуры под электронным микроскопом, справа — под оптическим. Источник изображения: Professor Rasmus Schr?der, University of Heidelberg, Vincent Hahn, KIT

Современная лазерная печать в составе 3D-принтера представляет собой сложную оптическую систему, которая в импульсном режиме с фемтосекундной длительностью вызывает химические процессы полимеризации материала в точке фокуса. Большие габариты и запредельная дороговизна таких принтеров не позволяют им стать продуктом для повсеместного использования. Можно ли это изменить? Вполне, заявили исследователи из немецкого профильного кластера 3D Matter Made to Order.

Учёные в журнале Nature Photonics опубликовали статью, в которой рассказали об инновационной конструкции головки лазерного принтера для 3D-печати с наноразмерной точностью. В обычном лазерном 3D-принтере полимеризация светочувствительной жидкости происходит тогда, когда два фотона одновременно возбуждают молекулу жидкости — это так называемое двухфотонное поглощение. Чтобы реакция двухфотонного (одновременного) поглощения произошла, лазерная система должна быть сложной, согласованной и поэтому громоздкой.

Немецкие учёные предложили разделить возбуждение молекул светочувствительной жидкости на два этапа и совершать их по очереди, что позволит радикально уменьшить лазерную головку и конструкцию 3D-принтера. В частности, исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Гейдельбергского университета предложили двухступенчатую абсорбцию, которая работает с недорогими и маленькими синими лазерными диодами.

Первый фотон переводит молекулу в промежуточное состояние. На втором этапе второй фотон переводит молекулу из промежуточного состояния в нужное возбуждённое состояние и запускает химическую реакцию. Поглощение двух фотонов не обязательно должно происходить одновременно, что стало ключом к прорыву.

«Для этого процесса можно использовать компактные и маломощные лазерные диоды непрерывного действия, — сказал Винсент Ханн, первый автор исследования из Института прикладной физики KIT (APH). — Требуемая мощность лазера намного ниже мощности обычных лазерных указок».

Впрочем, не всё так просто. Прорыв был бы невозможен без разработки нового состава фоточувствительной жидкости. Новый состав жидкости разрабатывался несколько лет совместно с химиками, пока нужный результат не был получен.

«На мой взгляд, в ближайшие годы реально создать устройство размером с коробку из-под обуви. Это будет даже меньше, чем лазерный принтер на моем рабочем столе в KIT, — заявил другой автор работы профессор Мартин Вегенер. — Таким образом, лазерные 3D-нанопринтеры могут стать доступными для многих групп населения. Эксперты уже говорят о демократизации технологии лазерной 3D-печати».


Влад Кулиев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Астрономы усомнились в корректности первых снимков черной дырыАстрономы усомнились в корректности первых снимков черной дыры
Высокие "технологии": роSSийский военный спутник с нацистским символом Z продержался в космосе всего 20 дней, фотоВысокие "технологии": роSSийский военный спутник с нацистским символом Z продержался в космосе всего 20 дней, фото
Человечество может стать межпланетным видом, но есть проблема – ученыеЧеловечество может стать межпланетным видом, но есть проблема – ученые
Наткнулись случайно: в Парагвае обнаружили новый вид змей, как они выглядятНаткнулись случайно: в Парагвае обнаружили новый вид змей, как они выглядят
На этой неделе с Землей сблизится самый крупный в 2022 году астероидНа этой неделе с Землей сблизится самый крупный в 2022 году астероид
Блок рекламы


Похожие новости

Учёные смогли управлять растением с помощью искусственного нейроинтерфейса — на очереди животные и человекУчёные смогли управлять растением с помощью искусственного нейроинтерфейса — на очереди животные и человек
Массу нейтрино измерили с невероятной точностью
Учёные создали метаматериал, который сделает МРТ-сканирование мозга дешевле и быстрееУчёные создали метаматериал, который сделает МРТ-сканирование мозга дешевле и быстрее
Учёные создали энергоэффективные искусственные листья для поглощения углерода из воздухаУчёные создали энергоэффективные искусственные листья для поглощения углерода из воздуха
Учёные «закрутили» магнит и наблюдали удивительную структуру магнитного поляУчёные «закрутили» магнит и наблюдали удивительную структуру магнитного поля
А я милого узнаю по походке: британские учёные предложили новый способ идентификации владельцев смартфоновА я милого узнаю по походке: британские учёные предложили новый способ идентификации владельцев смартфонов
Учёные создали технологию, переводящую инфракрасное излучение в видимый диапазонУчёные создали технологию, переводящую инфракрасное излучение в видимый диапазон
Учёные установили, что находится под поверхностью Марса в районе аппарата InSightУчёные установили, что находится под поверхностью Марса в районе аппарата InSight
Учёные передали данные при помощи быстрых нейтроновУчёные передали данные при помощи быстрых нейтронов
Учёные выяснили, как возникают ультрадиффузные галактикиУчёные выяснили, как возникают ультрадиффузные галактики
Последние новости

Подгружаем последние новости