Крошечный принтер печатает миниатюрные двумерные объекты с высокой точностью. Исследователи из Массачусетского технологического института и Техасского университета в Остине продемонстрировали первый 3D-принтер, который умещается на ладони. Фотонный чип размером в 1 мм излучает программируемые световые лучи в лунку из смолы, которая затвердевает и принимает заданную форму.

По мнению исследователей, этот небольшой гаджет позволяет пользователю быстро и легко изготавливать недорогие персонализированные предметы прямо на ходу, например, застежку для ремонта расшатанного велосипедного колеса или элемент для важной медицинской процедуры.

Физики использовали интегрированные оптические системы с фазированной решеткой, которые управляют световыми лучами с помощью нескольких микроантенн, изготовленных на чипе. Ученые управляют направлением светового луча, изменяя скорость или задержку оптического сигнала на каждой стороне антенной решетки.

Прототип принтера оснащен одним фотонным чипом размером с крошечную монету с оптическими антеннами толщиной 160 нм. Антенны, работающие от внешнего лазера, излучают управляемый луч видимого света в фотоотверждаемую смолу, удерживаемую в углублении на прозрачном предметном стекле.

Сверху: Коммерческий принтер и миниатюрный прототип. Снизу: принцип работы планируемого устройства для объемной печати и созданного прототипа. Изображение: Sabrina Corsetti et al., Light: Science & Applications

Используя прототип, инженеры за считанные секунды могут напечатать любую двумерную фигуру. Они планируют доработать технологию, чтобы создать чип, который при помещении в лунку со смолой создает голограмму видимого света, позволяющую осуществлять объемную 3D-печать за один этап.

Эта система полностью переосмысливает то, что такое 3D-принтер. Это уже не большая коробка, стоящая на скамейке в лаборатории и создающая объекты, а нечто портативное, – Елена Нотарос, соавтор исследования и профессор Массачусетского технологического.