Znanstvenici proizvode 3-D ispisane strukture s ugrađenim-nanoborama za naprednu kontrolu površine
Wuhan, Kina - Istraživački tim na Sveučilištu za znanost i tehnologiju Huazhong razvio je novi laserski{1}}pristup 3D-ispisa za izradu tro-mikro-struktura koje na svojim površinama nose uzorke nabora u nanosmjeru, otvarajući nove puteve za visoko-funkcionalne površine.
U studiji tim izvješćuje o metodi "laserskog izravnog sklapanja" koja koristi femtosekundni laser za generiranje polimernih mikro{0}}voksela koji spontano stvaraju nanobore zbog neusklađenosti naprezanja tijekom fotopolimerizacije.
Ključne značajke tehnologije uključuju:
A jedan-materijal,-proces u jednom koraku: cijela mikrostruktura-uključujući njezine nabore-formira se u jednom laserskom-prolasku za pisanje, bez potrebe za posebnim šablonom ili post{3}}koracima naboranja.
Visoka prostorna razlučivost i geometrijska sloboda: Metoda omogućuje izradu korisnički-dizajniranih arhitektura u 3-D s programiranim uzorcima nabora (uključujući hijerarhijske nabore ili nabore s uzorcima) na površinama.
Kontrolirana valna duljina bora do desetaka nanometara: Autori pokazuju da se valne duljine bora mogu podesiti (ispod ~40 nm) kontroliranjem lasera i parametara materijala.
Široka primjenjivost: Budući da se nabori stvaraju tijekom ispisa, rezultirajuće arhitekture mogu kombinirati makro{0}}dizajn oblika i teksturu površine u nanosmjeru u jednom koraku-što obećava za primjene u optici, senzorima, mikro-fluidici i mehaničkim uređajima gdje je važna površina, interakcija svjetlo-materije ili ponašanje vlaženja.
Istraživački tim demonstrirao je sposobnost tiskanjem mikro-kockica, rešetkastih nizova, pa čak i umjetničkih oblika (na primjer mikro-amblema sveučilišta) prekrivenih nanoborama, dokazujući i strukturnu složenost i kontrolu površinske teksture.
Prema autorima, glavna inovacija leži u kombinaciji aditivne izrade mikro-arhitektura s-nanostrukturiranjem na licu mjesta-čime se učinkovito spaja 3-D ispis s uzorcima u nanorazmjerima u objedinjenom procesu. To bi moglo značajno pojednostaviti proizvodnju funkcionalnih površina, gdje bi inače bila potrebna odvojena litografija ili koraci samonabiranja.
Potencijalne implikacije rada uključuju poboljšanu izvedbu mikrouređaja (na primjer kroz povećanu površinu ili poboljšano raspršenje svjetlosti), povećanu funkcionalnost u mikro-robotici ili biomedicinskim skelama (gdje površinska tekstura utječe na ponašanje stanica) i nove slobode dizajna u metamaterijalima ili fotonskim arhitekturama.
Autori zaključuju da njihova strategija "omogućuje univerzalni protokol za konstruiranje gotovo proizvoljnih nanonaboranih arhitektura" i "olakšava novu paradigmu u proizvodnji mikro/nano-aditiva".
