La stampa tridimensionale a livello nanometrico è una tecnologia che ha il potenziale di rivoluzionare diversi settori scientifici e industriali. Tuttavia, fino ad oggi, questa tecnologia è stata limitata da costi elevati e tempi di realizzazione lunghi. Ma un team di ricercatori del Georgia Institute of Technology ha sviluppato un metodo innovativo che promette di cambiare radicalmente questo scenario.
La nuova tecnica di stampa
Il metodo ideato dai ricercatori si basa sull’utilizzo di una tecnologia basata sulla luce, che permette di stampare strutture metalliche di dimensioni nanometriche in modo significativamente più veloce e a costi ridotti rispetto alle tecnologie attualmente disponibili. Questa soluzione scalabile potrebbe trasformare un campo scientifico che fino ad ora si è affidato a tecnologie costose e lente.
I vantaggi della nuova tecnica
I progressi tecnologici in molti campi dipendono dalla capacità di stampare strutture metalliche nanometriche, una scala centinaia di volte più piccola della larghezza di un capello umano. Sourabh Saha, professore assistente alla George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, e Jungho Choi, studente di dottorato nel laboratorio di Saha, hanno sviluppato una tecnica per la stampa di nanostrutture metalliche che è **480 volte più veloce** e **35 volte più economica** rispetto al metodo convenzionale attuale.
Superare i limiti tradizionali
La stampa di metallo a livello nanometrico, nota come nanopatterning, consente la creazione di strutture uniche con funzioni interessanti. È fondamentale per lo sviluppo di molte tecnologie, tra cui dispositivi elettronici, conversione dell’energia solare, sensori e altri sistemi.
La ricerca di una soluzione a basso costo
Si ritiene generalmente che per la stampa nanometrica siano necessarie fonti di luce ad alta intensità. Tuttavia, questo tipo di strumento, noto come laser a femtosecondi, può costare fino a mezzo milione di dollari ed è troppo costoso per la maggior parte dei laboratori di ricerca e delle piccole imprese. I ricercatori hanno cercato una fonte di luce a bassa intensità e a basso costo che potesse essere focalizzata in modo simile ai laser a femtosecondi, scegliendo i diodi emettitori di luce superluminescenti (SLED) per la loro disponibilità commerciale. I SLED emettono luce che è un miliardo di volte meno intensa di quella dei laser a femtosecondi.
La tecnologia di stampa innovativa
Saha e Choi hanno creato una tecnologia di stampa originale in stile proiezione, progettando un sistema che converte immagini digitali in immagini ottiche e le visualizza su una superficie di vetro. Il sistema funziona come i proiettori digitali ma produce immagini più nitidamente focalizzate. Hanno sfruttato le proprietà uniche della luce superluminescente per generare immagini nitidamente focalizzate con difetti minimi.
Dopo aver testato la tecnica, hanno scoperto che la stampa nanometrica in stile proiezione è possibile anche con luce a bassa intensità, ma solo se le immagini sono nitidamente focalizzate. Saha e Choi ritengono che i ricercatori possano facilmente replicare il loro lavoro utilizzando hardware disponibile in commercio. A differenza di un costoso laser a femtosecondi, il tipo di SLED utilizzato da Saha e Choi nel loro stampante costa circa 3.000 dollari.
Applicazioni e impatto futuro
I ricercatori affermano che la loro tecnica sarà particolarmente utile per le persone che lavorano nei campi dell’elettronica, dell’ottica e della plasmonica, che richiedono tutti una varietà di complesse nanostrutture metalliche. “Penso che le metriche di costo e velocità siano state notevolmente sottovalutate nella comunità scientifica che lavora sulla fabbricazione e la produzione di strutture minuscole”, ha detto Saha. “Nel mondo reale, queste metriche sono importanti quando si tratta di tradurre scoperte dal laboratorio all’industria. Solo quando avremo tecniche di produzione che tengono conto di queste metriche saremo in grado di sfruttare appieno la nanotecnologia a beneficio della società”.
