Технологии печати прошли долгий путь со времён Гуттенберга. Новый метод, разработанный инженерами исследовательского центра NASA Ames и Национальной лаборатории ускорителя SLAC, использует плазму для нанесения наноматериалов на 3D-объекты или гибкую поверхность (например, бумагу или ткань). Это решение может упростить и удешевить изготовление многих устройств, таких как носимые химические и биологические датчики, гибкая память, батареи и интегральные схемы.

До сих пор для печати наноматериалов (наночастиц или нанотрубок) использовались струйные принтеры. Относительно дешевые они, однако, имели множество ограничений: не позволяли печатать на текстиле или объёмных объектах и использовали только жидкие чернила. Другая популярная технология аэрозольной печати требовала нагревать наноматериалы до нескольких сот градусов для образования тонкой плёнки.

Плазменный метод работает при температурах, не превышающих 40 °C.

«Вы можете использовать его для нанесения покрытия на бумагу, пластик, хлопчатобумажную ткань или любую разновидность текстиля. Он идеален для мягких подложек», — утверждает Мейя Мейяппан (Meyya Meyyappan) из NASA Ames, соавтор статьи, вышедшей в Applied Physics Letters.

Инженеры продемонстрировали возможности своей технологии, напечатав слой углеродных нанотрубок (CNT) на бумаге. Для этого CNT смешивались с плазмой ионов гелия и выбрасывались через сопло на бумагу. Плазма фокусировала наночастицы на бумажной поверхности, формируя консолидированный слой без дополнительного нагревания.

Таким образом были изготовлены два простых химических и биологических сенсора. Присутствие определённых молекул может изменять электрическое сопротивление углеродных нанотрубок. Измеряя амплитуду этого изменения устройство может идентифицировать молекулы и определять их концентрацию. Полученный химический сенсор реагировал на аммиак, а биологический — на молекулы допамина, связанные с нарушениями при эпилепсии и болезни Паркинсона.

Система плазменной печати может быть оснащена многими соплами для одновременного нанесения материала на большую площадь. Кроме того, сопло можно соединить с манипулятором для обработки сложных поверхностей объёмной конфигурации.

Этот метод, по мнению Мейяппан, практически готов для коммерческого внедрения. Авторы работают над его адаптацией для других материалов, таких как медь. Это позволит, например, печатать на тонкой алюминиевой фольге батареи, которые можно будет сворачивать в рулон и компактно размещать в смартфонах и прочих малогабаритных устройствах.