Технология 3D-печати используется для создания объектов любого размера - от зданий до крошечных наноструктур размером со снежинку. Новый материал позволяет таким крошечным фигурам быть прочнее, чем когда-либо.
Экспериментальный композитный материал разработан учеными Стэнфордского университета. Он предназначен печати наноразмерных решеток, используемых для защиты крошечных нижележащих элементов под ними, например, компонентов современной электроники.
Материал состоит из полимерной смолы в сочетании с крошечными скоплениями атомов металла, известных как нанокластеры металлов.
Формирование фигуры происходит в ходе процесса, называемого двухфотонной литографией. Лазер светит сквозь жидкую смоляную смесь. В местах, где центр лазерного пучка поражает один из нанокластеров, происходит химическая реакция, вызывающая затвердевание смолы в этой конкретной области. Точно перемещая лазерный луч через смолу, можно создавать очень маленькие объекты сложной формы.
Прочность и скорость
Испытание решеток, напечатанных из нового материала, показало неожиданные результаты. Оказалось, что они способны поглощать в два раза больше энергии, чем решетки, напечатанные из других обычно используемых материалов. В зависимости от типа решетки, изготовленной из нового композита, она может выдерживать большую нагрузка без деформации, либо эффективно поглощать удары.
Дополнительный важный бонус - скорость печати. Металлические нанокластеры позволяют химической реакции происходить гораздо быстрее, чем в других материалах. Этот эффект отмечается даже при использовании различных полимеров в композите. Например, когда использовался полимер на основе белка, изделия печатались в 100 раз быстрее, чем было возможно ранее с таким полимером.
Новая технология позволит создавать микроэлектронику, более устойчивую к физическим воздействиям. Это особенно актуально сейчас, когда многие разработчики начинают экспериментировать с гибкими гаджетами и электроникой, носимой на теле.
Описание технологии опубликовано в журнале Science.
