Los científicos de materiales del Instituto de Tecnología de Karlsruhe, la Universidad de California, Irvine y Edwards Lifesciences han desarrollado un método para imprimir nanoestructuras de vidrio en 3D a temperaturas mucho más bajas que los métodos anteriores.
En su estudio, publicado en la revista Cienciasy Jens Bauer, Cameron Crook y Tommaso Baldacchini han utilizado su tecnología para imprimir una variedad de nanoestructuras. Paolo Colombo y Giorgia Franchin de la Universidad de Padua publicaron un artículo de perspectiva en el mismo número de la revista que describe los métodos utilizados para imprimir vidrio y cerámica a nanoescala y el trabajo realizado por el equipo en este nuevo esfuerzo.
En los últimos años, la impresión 3D se ha aplicado a una amplia variedad de aplicaciones, lo que ha dado como resultado hermosas obras de arte, productos menos costosos y modelos físicos muy detallados. Una aplicación que ha despertado interés es la impresión 3D de objetos a nanoescala; estos objetos son útiles para crear pequeños dispositivos electrónicos, especialmente aquellas partes que usan luz. Hasta la fecha, la mayoría de estas aplicaciones se han limitado a producir objetos hechos de polímeros debido a la facilidad con la que el material base puede fundirse y luego solidificarse por enfriamiento.
Pero los polímeros no proporcionan la resolución necesaria para la nanofotónica basada en la luz. Desafortunadamente, los intentos de imprimir estructuras de vidrio en 3D solo han tenido un éxito parcial debido a las temperaturas extremadamente altas requeridas para la sinterización (fusión para formar un bloque sólido). En este nuevo esfuerzo, el equipo de investigación ha encontrado una manera de imprimir nanoestructuras a temperaturas de casi la mitad de las convencionales.
En lugar de utilizar nanopartículas de sílice suspendidas, como es el caso con otros métodos, los investigadores crearon una estructura de resina líquida en forma de jaula alrededor de las partículas poliédricas de sulfoxano oligocíclico. Luego, el equipo usó resina como tinta para los objetos impresos en 3D y luego los calentó a 650 grados centígrados (otros métodos requieren calentar a 1100 grados centígrados). El calentamiento desprendió los componentes orgánicos y transformó las jaulas en un vítreo continuo.
El equipo probó su enfoque con microlentes de impresión 3D y otros objetos pequeños y sugirió que podría usarse para imprimir en obleas de sílice fundida de grado óptico.
más información:
J. Bauer et al, Una ruta de baja temperatura sin sinterización de vidrio fotónico 3D a nanoescala, Ciencias (2023). DOI: 10.1126/ciencia.abq3037
Paolo Colombo et al., Mejorando la fabricación de nanoestructuras de vidrio, Ciencias (2023). DOI: 10.1126/ciencia.adi2747
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