محققان کالج مهندسی دانشگاه پردو به پیشرفت قابل توجهی در نانوچاپ افزودنی سه بعدی دست یافته اند. این تیم به رهبری لیانگ پان، استاد مهندسی مکانیک، یک فناوری نانوچاپ سهبعدی تک فوتونی و در انتظار ثبت اختراع را توسعه دادهاند که امکان ایجاد نانوساختارهای با وضوح بالا را سریعتر و با هزینه بسیار کمتر از روشهای سنتی فراهم میکند. این نوآوری قرار است با ایجاد امکان تولید کارآمدتر و مقرون به صرفه تر ساختارهای پیچیده، صنایع وابسته به فناوری نانو را متحول کند.
جهشی به جلو در چاپ نانو
نانوچاپ سه بعدی مبتنی بر لیزر سنتی، مانند پلیمریزاسیون دو فوتونی لیزری فمتوثانیه، مدتهاست که برای ساخت نانوساختارهای پیچیده استفاده میشود. با این حال، این تکنیک دارای چندین اشکال است – گران است، کند است و به لیزرهای پرقدرت نیاز دارد، که قابلیت تجاری آن را در تولید محدود می کند. فناوری جدید پوردو با از بین بردن نیاز به لیزرهای پرهزینه فمتوثانیه و فرآیندهای اسکن تک نقطه ای، بر این موانع غلبه می کند.
پان توضیح داد: «این فناوری از منابع نوری کمهزینهتر مانند نشانگر لیزری ساده استفاده میکند که هزینه ابزار را 10 تا 100 برابر کاهش میدهد. سرعت نوشتن برای هر پرتو بهطور تصاعدی سریعتر است، و ما میتوانیم به اسکن موازی با دهها یا حتی صدها پرتو گسترش پیدا کنیم.»
این رویکرد تک فوتون به طور قابل توجهی توان عملیاتی را بدون به خطر انداختن رزولوشن افزایش میدهد و آن را تبدیل به یک تغییر دهنده بازی برای صنایع مختلف، از تحقیقات و تولید فناوری نانو گرفته تا مراقبتهای بهداشتی میکند.
مزایای نانوچاپ سه بعدی تک فوتونی
فن آوری توسعه یافته توسط تیم Pan دارای مزایای متعددی نسبت به روش های سنتی است. این نه تنها سرعت تولید را افزایش می دهد، بلکه خروجی با وضوح بالا را نیز حفظ می کند و با استفاده از لیزر دایود ارزان قیمت، به ساختارهایی به اندازه 120 نانومتر دست می یابد. علاوه بر این، محققان نانوچاپ موازی را با استفاده از مجموعهای از پرتوهای لیزر نشان دادند که راه را برای تولید در مقیاس بزرگتر هموار میکرد.
با حذف نیاز به لیزرهای پرقدرت و فرآیندهای پیچیده و وقت گیر، روش تک فوتون پوردو به گونه ای قرار گرفته است که چاپ سه بعدی نانو را برای کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی در دسترس تر و مقرون به صرفه تر می کند.
برنامه های کاربردی و توسعه آینده
فناوری چاپ سه بعدی نانو پردو دارای طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه است، از جمله نانولیتوگرافی، ریزساختارهای با سفتی صفر، و ساختارهای رابط حرارتی. این برنامه ها در بخش هایی مانند الکترونیک، ساخت پیشرفته و دستگاه های پزشکی بسیار مهم هستند.
با نگاهی به آینده، تیم Pan بر روی اصلاح بیشتر فناوری برای افزایش توان اسکن و کاهش بیشتر هزینه ابزار متمرکز است. آنها قبلاً دو کمک مالی از بنیاد ملی علوم برای حمایت از تلاش های تحقیق و توسعه در حال انجام خود دریافت کرده اند.
دفتر تجاری سازی فناوری نوآوران پوردو فعالانه به دنبال شرکای صنعتی برای کمک به توسعه و تجاری سازی فناوری است. برای علاقه مندان، آنها می توانند برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه مشارکت با Parag Vasekar، مدیر توسعه کسب و کار و صدور مجوز تماس بگیرند.
تعهد پردو به نوآوری
این کار نوآورانه بخشی از مأموریت گستردهتر دانشگاه پردو برای رهبری در پیشرفت فناوری است. دفتر تجاری سازی فناوری نوآوران پوردو نقشی حیاتی در ارائه این تحولات آینده نگر به بازار ایفا می کند و به دانشگاه کمک می کند تا 290 پتنت ایالات متحده و بین المللی را در سال مالی 2024 تضمین کند.
با آخرین پیشرفت در نانوچاپ سه بعدی، پوردو به گسترش امکانات در تولید مواد افزودنی ادامه میدهد و راهحلهایی ارائه میدهد که پتانسیل تغییر شکل صنایع وابسته به فناوری نانو را دارند.
منبع: https://3dprinting.com/news/purdue-researchers-develop-innovative-3d-nanoprinting-technology-for-large-scale-applications/