- Новый метод аддитивной печати преодолевает ключевое ограничение существующих технологий.
- Технология позволяет использовать практически любое сырье: металлы, оксиды металлов, углеродные материалы и полупроводники.
- Метод основан на управлении оптофлюидным взаимодействием - светом, который направляет поток жидкости с микрочастицами.
- Фемтосекундный лазер нагревает крошечную точку внутри жидкости, где равномерно распределены мельчайшие частицы выбранного материала.
- Возникающий из-за перепада температур локальный поток жидкости «направляет» частицы в нужное место, подобно пылесосу.
- После того как частицы собраны внутри формы, полимерный шаблон удаляется, остается свободно стоящая структура из нужного материала.
- Команда ученых создала микроклапаны, микророботы и другие миниатюрные устройства с механической стабильностью.
- Новая технология открывает новые горизонты для создания многофункциональных микророботов, микроразмерных технологий и многих других устройств.
Как объяснил Чжан Минчао, соавтор исследования, суть инновации — «прецизионное управление оптофлюидными взаимодействиями, направляющее 3D-сборку различных микро- или наночастиц в ограниченном трехмерном пространстве».
В ходе демонстрации возможностей метода команда создала несколько миниатюрных устройств. В частности, микроклапаны, способные сортировать частицы по размеру в каналах толщиной с волос, или микророботы, состоящие из нескольких материалов, которые могут двигаться разными способами — под действием света или внешнего магнитного поля. Все структуры обладают механической стабильностью: частицы удерживаются вместе силами Ван-дер-Ваальса, без химических связей.
«Оптофлюидная сборка преодолевает материальные ограничения традиционной двухфотонной полимеризации, — сказал Метин Ситти, руководитель исследования. — Наша новая технология позволяет формировать крошечные 3D-объекты практически из любого материала. Это открывает новые горизонты для создания многофункциональных микророботов, микроразмерных технологий и многих других устройств, которые сегодня еще кажутся научной фантастикой».