מדענים מייצרים מבנים מודפסים תלת-מימדיים עם-ננו-קמטים לשליטה מתקדמת על פני השטח
ווהאן, סין - צוות מחקר באוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה פיתח גישת הדפסה תלת-ממדית- חדשה מבוססת לייזר לייצור מבנים מיקרו- תלת-ממדיים הנושאים דפוסי קמטים בקנה מידה ננו-מטרי על פני השטח שלהם, ופותחים אפיקים חדשים למשטחים בעלי פונקציונליות גבוהה{{6}.
במחקר, הצוות מדווח על שיטת "הרכבה ישירה בלייזר" המשתמשת בלייזר פמט-שנייה כדי ליצור מיקרו---voxels פולימריים אשר יוצרים באופן ספונטני קמטים ננו-קמטים עקב אי-התאמה של מתח במהלך פוטופולימריזציה.
המאפיינים העיקריים של הטכנולוגיה כוללים:
A חומר-יחיד, תהליך אחד-שלב אחד: כל המיקרו-מבנה-כולל הקמטים שלו-נוצר במעבר כתיבה-בלייזר יחיד, ללא צורך בצעדים נפרדים של תבנית או פוסט{3}}התקמטות.
רזולוציה מרחבית גבוהה וחופש גיאומטרי: השיטה מאפשרת לייצר ארכיטקטורות-מעוצבות של משתמשים בתלת מימד עם דפוסי קמטים מתוכנתים (כולל קמטים היררכיים או דפוסים) על פני המשטחים.
אורך גל קמטים מבוקר עד לעשרות ננומטרים: המחברים מראים שניתן לכוון את אורכי הגל של הקמטים (מתחת ל-40 ננומטר בערך) על ידי שליטה בפרמטרי הלייזר והחומר.
ישימות רחבה: מכיוון שהקמטים מובנים במהלך ההדפסה, הארכיטקטורות המתקבלות יכולות לשלב עיצוב צורה-מאקרו ומרקם פני השטח בקנה מידה ננו-בשלב אחד-מבטיח ליישומים באופטיקה, חישה, מיקרו-נוזלים והתקנים מכניים שבהם שטח הפנים, התנהגות קלה- חשובה לאינטראקציה או התנהגות הרטבה.
צוות המחקר הדגים את היכולת על ידי הדפסת מיקרו-לבנים, מערכי רשת ואפילו צורות אמנותיות (לדוגמה סמל מיקרו-בקנה מידה של האוניברסיטה) המכוסות בקמטים ננו, מה שמעיד הן על המורכבות המבנית והן על בקרת מרקם פני השטח.
לדברי המחברים, החידוש העיקרי טמון בשילוב של ייצור תוסף של מיקרו-ארכיטקטורות עם-ננו-מבנה-במקום{2}}מיזוג יעיל של הדפסה תלת-ממדית עם דפוסים בקנה מידה ננו בתהליך מאוחד. זה יכול לפשט באופן משמעותי את הייצור של משטחים פונקציונליים, כאשר בדרך כלל יידרשו שלבי ליטוגרפיה נפרדים או קמטים עצמיים.
השלכות פוטנציאליות של העבודה כוללות ביצועים משופרים של מיקרו-מכשירים (לדוגמה באמצעות שטח פנים משופר או פיזור אור משופר), פונקציונליות מוגברת ברובוטים מיקרו-או פיגומים ביו-רפואיים (כאשר מרקם פני השטח משפיע על התנהגות התא), וחירויות עיצוב חדשות במטא-חומרים או ארכיטקטורות פוטוניות.
המחברים מסכמים כי האסטרטגיה שלהם "מספקת פרוטוקול אוניברסלי לבניית ארכיטקטורות ננו-קמטים כמעט שרירותיות" ו"מאפשרת פרדיגמה חדשה בייצור מיקרו/ננו-תוסף".
