Ученые создали прибор, который может печатать наноразмерные структуры в 1000 раз быстрее современных методов литографии. Статья об этом опубликована в журнале Science.

Существующие наноразмерные технологии аддитивного производства используют пятно света высокой интенсивности — обычно около 700-800 нм в диаметре — для преобразования фотополимеров из жидкого состояния в твердое. Поскольку точка должна сканировать всю поверхность, для получения сложных трехмерных структур может потребоваться много часов. Это ограничивает возможное масштабирование такой технологии.

«Вместо того чтобы использовать одну точку света, мы проецируем миллион одновременно, — отмечает ведущий автор работы, доцент Технологического института Джорджии Сураб Саха. — Это значительно увеличивает масштаб процесса, потому что вместо работы с одной точкой мы можем использовать всю плоскость проецируемого света. Это позволяет нам синтезировать структуры минимум в тысячу раз быстрее».

Фото: Vu Nguyen and Sourabh Saha

Чтобы создать миллион точек, исследователи использовали цифровую маску, аналогичную тем, которые используются в проекторах для создания изображений и видео. В этом случае маска управляет фемтосекундным лазером для создания желаемого светового рисунка в жидком полимерном материале-предшественнике. Свет высокой интенсивности вызывает реакцию полимеризации, которая превращает жидкость в твердое тело там, где это необходимо. За счет этого создаются 3D-структуры.

Каждый слой изготовленной структуры образован 35-фемтосекундным всплеском высокоинтенсивного излучения. Проектор и маска используются множество раз для создания послойной структуры. Затем жидкий полимер удаляется, и остается только твердое вещество. Такой новый метод позволяет создать наноструктуру за восемь минут, тогда как изготовление ее традиционным способом заняло бы не меньше пары часов.

Источник