В Гарварде научились печатать серебряных бабочек прямо в воздухе

Москва, 19:26, 18 Май 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Растущий спрос на гибкую, носимую электронику, датчики, антенны и биомедицинские устройства, привел команду Гарвардского университета к инновационному способу печати сложных металлических архитектур.

Основанный на лазерном обжиге принтер, позволяет создавать микроскопические металлические 3D конструкции за один проход.

Используемые при этом чернила состоят из наночастиц серебра, направляемых в цель посредством сопла и последующим обжигом их с помощью точно запрограммированного лазера, который тратит строго необходимое количество энергии для затвердевания чернил. Печатающее сопло движется вдоль осей X, Y и Z осей, чтобы создать произвольную кривизну. Таким образом, даже крошечные бабочки из серебряной проволочки тоньше, чем человеческий волос, могут быть напечатаны прямо в свободном пространстве в течение нескольких секунд. 3D-печатные проводники обладают отличной электропроводностью, практически совпадающей с обычным серебром.

По сравнению с обычными методами 3D-печати, используемыми для изготовления металлических токопроводящих изделий, чернила, фиксируемые лазером, не только превосходят их по своей способности создавать криволинейные, сложные проволочные модели в один проход, но и в том, что локализованный лазерный нагрев позволяет напечатать электропроводящие серебряные провода непосредственно на недорогих пластиковых подложках.

Проблемой было настроить расстояние между лазером и соплом. Если лазер оказывается слишком близко к соплу во время печати, тепло от нагрева поднимается к соплу и забивает его затвердевающими чернилами. Для решения этой проблемы пришлось разработать методику учета распределения температуры вдоль заданного рисунка из серебряной проволоки, что позволяет регулировать скорости печати и расстояния между соплом и лазером для контроля лазерного отжига на лету.

Результатом является то, что метод может производить не только изящные изгибы и спирали, но также и острые углы от поворотов и изменения направления, написанные прямо в воздухе серебряными чернилами. Это открывает практически бесконечные возможности новых потенциальных применений в электронных и биомедицинских устройствах, которые полагаются на индивидуальные металлические архитектуры.