Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Гейдельбергского университета придумали, как сделать 3D-печать с наноразмерной точностью доступной каждому. Немецкие исследователи придумали, как упростить конструкцию 3D-принтера. В новой работе они рассказали о устройстве головки лазерного принтера для 3D-печати с наноразмерной точностью.

Для сравнения, у обычного 3D-принтера полимеризация светочувствительной жидкости происходит тогда, когда два фотона одновременно возбуждают молекулу жидкости — это так называемое двухфотонное поглощение. Чтобы реакция двухфотонного (одновременного) поглощения произошла, лазерная система должна быть сложной, согласованной, а значит занимать много места.

Исследователи решили создать свой подход к организации полимеризации. Они придумали, что нужно разделить процесс возбуждение молекул светочувствительной жидкости на два этапа. Они должны идти по очереди. Благодаря этому получится уменьшить лазерную головку и конструкцию 3D-принтера. Также ученые решили создать двухступенчатую абсорбцию, которая работает с недорогими и маленькими синими лазерными диодами.

В публикации они рассказали, что первый фотон переведет молекулу в промежуточное состояние. Дальше, на втором этапе, следующий фотон переведет молекулу из промежуточного состояния в нужное возбужденное и тем самым запустит химическую реакцию. Важное нововведение — не обязательно, чтобы поглощение двух фотонов происходило одновременно.

Таким образом, лазерные 3D-нанопринтеры могут стать доступными для многих групп населения. Эксперты уже говорят о демократизации технологии лазерной 3D-печати. На мой взгляд, в ближайшие годы реально создать устройство размером с коробку из-под обуви. Это будет даже меньше, чем лазерный принтер на моем рабочем столе в KIT, – Мартин Вегенер, первый автор исследования из Института прикладной физики KIT (APH).