با نور LED نانوذرات بسیار سریع و ارزان تولید می‌شوند

محققان در جورجیاتک نشان دادند که می‌توان نانوذرات فلزی را بسیار سریع‌تر و ارزانتر روی سطح چاپ کرد. آنها برای این کار از LEDهای سوپرلومینسانس به جای لیزرهای فمتوثانیه استفاده کردند.

به گزارش ایسنا، تولید ساختارهایی از نانوذرات فلزی از طریق فرآیند چاپ فلزی برای کاربردهای مختلف جذاب است، اما روند تولید همچنان چالش‌های خود را دارد.

روش‌های مبتنی بر چاپ سه‌بعدی باید با پیچیدگی‌هایی نظیر فرآیندهای ذوب و جامدسازی مقابله کند. در این مسیر محققان NIST از زیرساخت‌های موجود در دو شتابدهنده برای درک بهتر این زنجیره فرآیند استفاده کردند.

بیشتر روش‌های لایه‌نشانی سرعت بسیار کمی دارند، این در حالی است که روش‌های مبتنی بر احیاء نوری یون‌های فلزی به نانوذرات از سرعت بالاتری برخوردار بوده، ولی بسیار گران‌قیمت بوده و به تجهیزاتی نظیر لیزرهای فمتوثانیه با شدت بالا نیاز دارد.

در این پروژه که در انستیتوی فناوری جورجیا انجام شده، محققان یک روش پردازش جایگزین را ارائه کردند که می‌تواند مسیری برای ایجاد سریع‌تر و ارزان‌تر نانوذرات از طریق چاپ آنها ارائه دهد.

سهراب ساها از محققان این پروژه می‌گوید: سؤالی که می‌خواستیم به آن پاسخ دهیم، این است که آیا ما واقعاً به یک لیزر فمتوثانیه با شدت بالا برای چاپ نانوذرات نیاز داریم؟ فرضیه ما این بود که ما به آن منبع نور احتیاج نداریم.

این گروه به بررسی این موضوع پرداخت که آیا LED‌های سوپرلومینسانس (SLEDS) ممکن است برای این کار مناسب باشند.

LED‌های سوپرلومینسانس در حوزه‌های مختلف نظیر دستگاه‌های حسگری نوری و OCT مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

در این پروژه محققان از LED‌های سوپرلومینسانس به عنوان پلتفرم چاپ فلزی جدید استفاده کردند که می‌تواند تصاویر دیجیتال را به تصاویر نوری تبدیل کرده و آنها را روی سطح شیشه قرار دهد.

این سیستم از یک محلول جوهر استفاده می‌کند که حاوی نمک نقره و مواد اضافی برای جذب نور است. هنگامی که نور از LED‌ سوپرلومینسانس به این جوهر برخورد می‌کند، یک واکنش شیمیایی رخ می‌دهد که در آن محلول نمک به نانوذرات فلزی تبدیل می‌شود، سپس به سطح شیشه چسبیده و به صورت نانوساختار در می‌آید.

این گروه نشان داد که با این روش می‌توان نانوساختارهای دو بعدی را ایجاد کرد؛ آنها در فضایی به ابعاد ۳۰ در ۸۰ میکرون، نانوساختارها را در مدت ۵۰۰ میلی‌ثانیه ایجاد کردند که ۴۸۰ برابر سریع‌تر و ۳۵ برابر ارزانتر از چاپ با لیزر فمتوثانیه است.

انتهای پیام