طور علماء المواد من معهد كالسرو للتقنية وجامعة كاليفورنيا وإيرفاين وإدواردس لايفساينسيس طريقة لطباعة ثلاثية الأبعاد لهياكل زجاجية نانوية بدرجات حرارة أخفض بكثير من الطرق السابقة.

ووردت في دراستهم التي نشرت في دورية ساينس أن ينس باور وكاميرون كروك وأيضًا توماسو بولداكيني استخدموا طريقتهم لطباعة مجموعة متنوعة من الهياكل النانوية. ونشر باولو كولومبو وجيورجيا فرانتشين بجامعة بادوفا نبذة منظورية في المجلة ذاتها والإصدار ذاته تلخص الطرق المستخدمة لطباعة زجاج وسيراميك نانوي وأيضًا ما قام به الفريق من جهود لإنجاز هذا العمل الحالي.

وفي السنوات الأخيرة، طُبِّقت الطباعة ثلاثية الأبعاد على مجموعة متنوعة من التطبيقات، فأنتجت أعمال فنية رائعة ومنتجات أقل تكلفة ونماذج مجسمة عميقة التفاصيل. أحد التطبيقات التي أثارت الاهتمام هو الطباعة ثلاثية الأبعاد للأشياء بالمقياس النانوي — مثل هذه المنتجات مفيدة في إنشاء أجهزة إلكترونية صغيرة، خاصةً تلك الأجزاء التي تستخدم الضوء. حتى الآن، اقتصرت معظم هذه التطبيقات على إنتاج أجسام مصنوعة من البوليمرات نظرًا لسهولة إذابة المادة الأساسية ثم تحويلها إلى صلب عن طريق التبريد.

ولكن البوليمرات لا تتوفر فيها دقة الذوبان المطلوبة للضوئيات النانوية المعتمدة على الضوء. ولسوء الحظ، كانت محاولات طباعة الهياكل الزجاجية ثلاثية الأبعاد ناجحة جزئيًا فقط بسبب ارتفاع درجات الحرارة المطلوبة للتلبيد (الذوبان لتشكيل كتلة صلبة). لكن في المحاولة الحالية، وجد فريق البحث طريقة لطباعة الهياكل النانوية في درجات حرارة تقارب لنصف تلك الطرق التقليدية.

بدلاً من استخدام جزيئات السيليكا النانوية المعلقة، كما هو الحال مع الطرق الأخرى، أنشأ الباحثون هيكلاً على شكل قفص من الراتنج السائل حول جزيئات السيلسيسكويكسان قليلة القسيمات متعددة السطوح.

استخدم الفريق الراتنج مع حبر لطباعة ثلاثية الأبعاد لأجسام ومن ثم قاموا بتسخينها إلى 650 درجة مئوية (تتطلب الطرق الأخرى تسخينًا إلى 1100 درجة مئوية). أدى التسخين إلى التخلص من المكونات العضوية وتحويل الأقفاص إلى مادة زجاجية مستمرة.

اختبر الفريق طريقتهم بعدسات مستدقة للطباعة ثلاثية الأبعاد وأدوات صغيرة أخرى، ورجحوا استخدامها للطباعة على رقائق من السيليكا المنصهرة بالمستوى البصري.

المصدر: https://phys.org

ترجمة: مارية خان

تويتر: @translatethee

مراجعة وتدقيق: زينب محمد