Az ultraprecíz optika és a mikroelektronika kombinációjával újgenerációs technológiák jelenhetnek meg az egészségügyben, a navigációban, a távérzékelésben és mást területeken. Optikai csúcsminőségű üvegek hagyományos gyártómódszerei viszont nagyon magas hőmérsékleten végzett szinterezéssel járnak együtt, amely az anyagok károsodását okozhatja.
Az Irvine-i Kaliforniai Egyetem (UCI) kutatóinak új munkája lehet a megoldás. (A fejlesztésben a Karlsruhei Technológiai Intézet is részt vett.)
Optikai minőségű üvegek alacsonyabb – de azért annyira nem alacsony – hőmérsékleten történő nyomtatásához dolgoztak ki eredményes eljárást, megnyitva a kaput a nagy felbontású, látható fényes, nanorészecskés mikroelektronikus rendszerek, az „on-chip” gyártás felé. Szinte minden 650 Celsius-fokot tűrő chip esetében lehetségessé válik kiváló minőségű, tiszta üvegből álló mikro- és nanoszerkezetek nyomtatása közvetlenül a chipen.
Két fotonos polimerizáló 3D nyomtatással dolgoztak. A módszert korábban főként műanyagalapú szerkezetek létrehozására használták, nyomtatóbarát polimeres gyantákkal. Az optikai anyagokkal, például szilíciumdioxid üvegekkel való nyomtatáshoz a nanorészecskéket 1100 Celsius-foknál magasabb hőmérsékleten kellett szinterezni. Ez a hőmérséklet elég meleg az anyagok cseppfolyósodás nélküli összeragadásához, viszont túl meleg ahhoz, hogy félvezető chipekre rakódjanak le.
A kutatók folyékony gyantát használtak üvegklasztereket tartalmazó, csak néhány atomból álló POSS (poliéderes oligomer szilszeszkvioxán) molekulák körül. A gördülékeny nyomtatás érdekében, a POSS-t más organikus molekulákkal keverték össze. Az így keletkezett térhálósított – „üveg előtti” – polimer nanoszerkezetet 650 Celsius-fokra melegítették fel, és a szerves komponensek leválasztásával, üveg nanoszerkezeteket kaptak.
A valaha elért legnagyobb felbontású, 97 nanométeres üveg vegyileg teljesen tiszta, minősége optikai szint.
A technika továbbfinomítható, hogy szilíciumdioxid mellett más anyagokat is lehessen használni.
