A Kaliforniai Technológia Intézet, a svájci ETH és EPFL kutatói tiszta és több-összetevős fémek nyomtatására fejlesztettek új technológiát. Módszerük komoly előnye még, hogy a felbontás akár egy nagyságrenddel kisebb is lehet az eddigieknél.
A vízalapú kémiát és 3D nyomtatást kombináló folyamat többféle fémre, akár ugyanabban a gyártási szakaszban is alkalmazható, és csak minimális módosítások kellenek hozzá. Mikroelektronikus mechanikus rendszerekhez (MEMS), például járművekhez, űralkalmazásokhoz, biomedikális eszközökhöz stb. gyárthatók alkatrészek vele.
Különösen a hőt nagyon jól vezető fémekkel, mint például a réz (de a legtöbb fémmel szintén) pont az a komoly probléma, hogy az anyag túl jól továbbítja a hőt. Emiatt még az ultrapontosan fókuszált lézerek esetében is, a hő eljut az óhajtott területen túlra, amellyel csökken a nyomat lehetséges felbontása.
A kutatók a korábbiaktól eltérő megoldást találtak ki a probléma orvoslására: közvetlen fémnyomtatás helyett hidrogélt printeltek, amelyet egyfajta állványként használtak fémtartalmú folyékony prekurzorokhoz, azaz előanyagokhoz. (A prekurzorok másik vegyület előállításában résztvevő vegyületek.)
A rugalmas polimerláncokból álló, például egyes kontaktlencsékhez használt hidrogélek nem oldódnak fel a vízben. Alacsony teljesítményű ultraviola lámpából érkező fénnyel kémiai reakciók indíthatók be a folyékony polimerekben, amelyek a láncok térhálósodásával megkeményednek. Ha a folyamatot, speciális mintát követve, többször megismételjük, kivitelezhetők az óhajtott mikroszkopikus alakzatok.
A nyomtatott hidrogél-állványokat vízben oldott fémsókkal töltötték meg, hogy a fémionok beszivároghassanak a hidrogélbe, és ne csak bevonják a felületét. Ezt követően a szerkezet hidrogél részét, az anyag függvényében, 700 és 1100 Celsius-fok közötti kemencében égették el. Mivel az összes fém olvadási pontja magasabb a hidrogélénél, a fémek intaktak maradtak.
A magas hőmérséklet hatására nemcsak a hidrogélt sikerült eltávolítani, hanem az egész szerkezet összezsugorodott, azaz még kisebb struktúrák hozhatók létre – akár tiszta fémekből, akár ötvözetekből, több-összetevős fémrendszerekből. Méretük az emberi hajszál szélességének fele, negyven mikron is lehet.
