Nanodruk 3D za pomocą naładowanego aerozolu

W artykule zatytułowanym "Trójwymiarowy nanodruk za pomocą naładowanego ogniskowania aerozoli" grupa naukowców opisuje metodę nanodruku 3D, aby stworzyć wszechstronne nanostruktury, których nie można łatwo stworzyć przy użyciu istniejących metod. Zastosowali koncepcję pływającej maski dielektrycznej w połączeniu z translacją 3D piezoelektycznego nanostyku, aby skupić naładowane aerozole poprzez zbieżne pole elektrostatyczne poprzez otwory w pływającej masce. Dzięki dopracowaniu szybkości i kierunku tłumaczenia 3D nanostopu naukowcy byli w stanie określić kształt nanostruktur 3D.

Naukowcy odkryli, że dwa różne systemy - tryb wzrostu 3D i tryb pisania 3D - istniały, w zależności od prędkości translacji sceny.

"W trybie wzrostu 3D kształt struktury określa się, dostosowując szybkość translacji sceny zgodnie ze stopniem wzrostu struktury", wyjaśniają naukowcy . "Dodanie poziomego ruchu stołu montażowego umożliwia wytwarzanie ukośnych konstrukcji pod różnymi kątami. Precyzyjne sterowanie 3-osiowe może prowadzić do złożonych nanostruktur 3D. Stosunkowo szybszy ruch sceny doprowadziłby do trybu pisania 3D, w którym nanocząstki nie mogą być gromadzone na istniejącej grupie, a ruch sceny tworzy linię cząstek. Oznacza to, że wielokrotne zamiatanie za pomocą tej samej orbity powoduje zapisanie nanostruktur 3D. "

Produkcja rusztowania dla wzrostu struktury równoległej w 3D opierała się na pływającej masce dielektrycznej z szeregiem otworów. Dodatnio naładowane jony i nanocząsteczki aerozolu wytworzone w wyładowaniu iskrowym zostały skierowane w stronę maski i podłoża przez pole elektryczne, które kontroluje proces osadzania z potencjałem na podłożu.

"Rola pola elektrycznego jest bardzo złożone: jony dodatnie uwięzione przez maskę poza przepływem tworzą naładowaną pozytywnie poduszkę na masce "- kontynuują naukowcy. "Poduszka jest kształtowana przez pole elektryczne z rozkładu jonów w układzie otworów maskujących, dzięki czemu powstające pole elektryczne odpycha nanocząstki aerozolu wszędzie nad maską, z wyjątkiem obszarów otworów, w których wytwarza wąskie lejki." < p> Strumień nanocząstek skupiony w lejkach jest kierowany do danej pozycji na podłożu, kontrolowanej przez położenie nanostage. Gdy etap nie porusza się, filary rosną, a układ otworów maski kontroluje wynikowy układ słupów. Na przemianrodzaje nanocząstek podczas osadzania, filary mogą składać się ze złożonych, wielu materiałów CD3D .

" pełna wydajność metody drukowania 3D ujawnia się, gdy scena porusza się w sposób kontrolowany podczas procesu osadzania "- stwierdzają naukowcy. "Pełna kontrola nad kształtem wzrostu struktury staje się możliwa dzięki dalszemu skupianiu linii pola elektrycznego w lejku wyłącznie na wierzchołku rosnącej struktury. Końcówka podąża za linią pola elektrycznego, a ta ostatnia odgrywa rolę narzędzia do rysowania. "

Rusztowanie używane w tej metodzie drukowania 3D nie ma ograniczeń pod względem wielkości, więc można go zmniejszyć do rozmiarów atomowych lub do teleskopowych, według naukowców. Może być również stosowany z szeroką gamą materiałów, otwierając możliwości produkcji struktur hybrydowych potrzebnych w urządzeniach elektronicznych.

Autorami publikacji są Wooik Jung, Yoon-ho Jung, Peter V. Pikhitsa, Jooyeon Shin, Kijoon Bang, Jicheng Feng i Mansoo Choi.