Szakemberek folyamatosan kísérleteznek új 3D nyomtatási eljárásokkal, például több anyagból álló multifunkcionális alkatrészek előállításával.
Chaitanya G. Mahajan, a Rochester Technológiai Intézet anyagtudományi kutatója például az utóbbi témából írta PhD-dolgozatát. Vegyi (bottom-up) és fizikai (top-down) eljárással létrehozott nanoötvözeteket, szerkezetüket, méretüket és más tulajdonságaikat befolyásoló tényezőket vizsgált.
Top-down módszerekkel fémtömböket törnek nanoméretű részecskékre, bottom-up technikákkal atomokat, molekulákat egyesítve alkotnak ilyen részecskéket. A top-down megoldások előnye, hogy rövid időn belül nagymennyiségű részecske hozható létre, bottom-up módszerekkel viszont homogénebbek a szerkezetek, rendezettebbek a kristályok.
Ezek az ötvözetek több területen, például a biomedicinában vagy az elektronikában használhatók. Alkalmazási lehetőségeiket bővíti, hogy egyes anyagok „alakemlékezők”, azaz formájuk programozható, szabályozottan módosítható.
Fémtinták, például rézből és nikkelből álló ötvözetek nanorészecskékkel és fémes-organikus bomlásnál egyaránt használhatók, tulajdonságaik megváltoztathatók. Jellemzésük több technológiával (hőelemzés, infravörös spektroszkóp-vizsgálat, energiát szétszóró röntgensugaras mérés, röntgensugár-elhajlás) történik.
Homogén ötvözetekhez a rézben és nikkelben gazdag szakaszokat egyaránt magas hőmérsékleten (például 800 fokon) dolgozzák meg, így alakítják ki a szerkezetek kívánt, szükséges paramétereit.
„Az óhajtott ötvözet összetételű rész nyomtatásához minden egyes réteget ki lehet printelni, és lépésről lépésre addig csökkenteni, amíg a kívánt 3D szerkezet létre nem jön. A végső nyomatot nagyon meleg kemencébe helyezhetjük, ahol homogén struktúrává áll össze” – magyarázza a kutató.