Ученые теперь могут печатать металлические предметы длиной всего 25 нанометров

3D-печать, также известная как аддитивное производство, в последнее время играет важную роль в производстве крупных и сложных компонентов.

Теперь группа ученых установила новый стандарт 3D-печати.

В статье, опубликованной в научном журнале Nano Letters , д-ру Дмитрию Момотенко, химику из Университета Ольденбурга, вместе с группой исследователей из ETH Zurich, Швейцария, и Технологического университета Наньян, удалось изготовить сверхмалые металлические объекты с использованием новой техники.

По словам ученых, их методы работы могут быть использованы для изготовления объектов из меди диаметром всего 25 миллиардных метра (что эквивалентно 25 нанометрам).

Метод электрохимической 3D-печати позволяет создавать сложные проводящие структуры с нанометровым разрешением, что может найти потенциальное применение в аккумуляторных технологиях, микроэлектронике и сенсорной технике.

В основе новейшей технологии 3D-печати лежит уже знакомый процесс гальваники. Метод нанопечати Момотенко требует раствора положительно заряженных ионов меди в крошечной пипетке. Жидкость выходит из наконечника пипетки через сопло для печати. В проведенных экспериментах отверстие сопла имело диаметр от 253 до 1,6 нм. Через такое крохотное отверстие одновременно могут пройти только два иона меди.

Затем команда разработала методику мониторинга процесса печати. Они зарегистрировали электрический ток между отрицательно заряженным электродом-подложкой и положительным электродом внутри пипетки. В автоматизированном процессе сопло приближалось к отрицательному электроду на очень короткое время, а затем убиралось, как только металлический слой превышал определенную толщину.

Используя эту технику, исследователи постепенно наносили последовательные слои меди на поверхность электрода. Точное расположение сопла позволяет им печатать вертикальные столбцы и спиральные наноструктуры. Они также могли создавать горизонтальные структуры, изменяя направление печати.

По словам команды, самые маленькие объекты, которые можно напечатать этим методом, имеют диаметр около 25 нанометров, что эквивалентно 195 атомам меди в ряду.

Приложения в изобилии

Новый электрохимический метод можно использовать для печати гораздо меньших металлических предметов, которые никогда раньше не печатались. Самые маленькие объекты, которые можно создать с помощью этого метода, в 4000 раз больше, чем в текущем исследовании.

«Технология, над которой мы работаем, сочетает в себе оба мира — печать металлом и наноразмерную точность», — сказал Момотенко Phys.org . «Катализаторы, напечатанные на 3D-принтере, с большой площадью поверхности и особой геометрией, обеспечивающей определенную реакционную способность, могут быть приготовлены для производства сложных химикатов», — сказал он.

Момотенко и его команда в настоящее время работают над повышением эффективности хранения электроэнергии с помощью трехмерных электродов. Чтобы ускорить процесс зарядки, их проект NANO-3D-LION фокусируется на значительном увеличении площади поверхности электродов и сокращении расстояний между катодом и анодом литий-ионных аккумуляторов с помощью 3D-печати.

Изображение Nano Letters

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Опубликуйте материал о ваших технологиях, проектах, стратапах

Размещение материала

hello@technovery.com