Az ETH Zürich és a szingapúri Nanyang Műszaki Egyetem (NTU) kutatói nano mérettartományú fémrészek 3D nyomtatására alkalmas technikát dolgoztak ki.
Az elektrokémiai megközelítésen alapuló eljárással akár 25 nanométer átmérőjű réztárgyak is előállíthatók. Összehasonlításként: egy átlagos emberi hajszál kb. háromezerszer szélesebb.
Az új technikát elvileg több területen, például a mikroelektronikában, a szenzortechnológiában és az elemfejlesztésnél alkalmazhatják. Lényege, hogy fémionokat rakunk le negatív töltésű anyagra, hogy apró fémtárgyakat hozzon létre.
Azaz, a pozitív töltésű rézionokat negatív töltésű nyomtatási felületre tesszük egy csövecskén. A kutatók mindössze 1,6 nanométer széles fúvókát használtak, amelyen egyszerre maximum két rézion megy át. Ezt és más elektromechanikus paramétereket kihasználva, lehetővé vált a nyomtatott szerkezetek átmérőjének szabályozása. A legkisebb réztárgy mindössze 25 nanométer széles volt, és 195 atomból állt.
Az ismert poralapú 3D fémnyomtatókkal csak a mikronszintű felbontást tudjuk elérni. Ez a felbontás többezerszer kevesebb, mint a zürichi és a szingapúri kutatók réznyomatainak a felbontása.
„Az általunk használt technika mindkét világ, a fémnyomtatás és a nanoszintű pontosság összekombinálása” – magyarázza a kutatást vezető Dmitry Momotenko (ETH Zürich).
Kiderült, hogy az eljárással többféle tárgytípus készíthető: függőleges és vízszintes szerkezetek, lejtős és spirális objektumok.
Az eredmények hatékonyabb energiatároló eszközöket, mikroelektronikai termékeket, vegyipari gyártáshoz használt printelt katalizátorokat vetítenek előre. A kutatók jelenleg a mostaniaknál kompaktabb lítium-ion elemek nyomtatásával foglalkoznak. Az elektródákon nagyobbak a felületek, kisebb a köztük lévő távolság. Ezekkel a változtatásokkal fel lehet gyorsítani a töltési folyamatot.
