佐治亚理工学院的研究人员开发出了一种基于光的打印纳米金属结构的方法，该方法比目前可用的任何技术都更快、更便宜。这是一种可扩展的解决方案，可以改变长期依赖昂贵且缓慢的技术的科学领域。这一突破有可能将新技术带出实验室并推向世界。

许多领域的技术进步依赖于打印纳米尺寸金属结构的能力——纳米尺寸比人类头发宽度小数百倍。Sourabh Saha ，乔治·W·伍德拉夫机械工程学院助理教授，Jungho Choi，博士。Saha 实验室的学生开发了一种打印金属纳米结构的技术，该技术比目前的传统方法快 480 倍，便宜 35 倍。

他们的研究发表在《先进材料》杂志上。

在纳米尺度上打印金属(一种称为纳米图案的技术)可以创建具有有趣功能的独特结构。它对于许多技术的发展至关重要，包括电子设备、太阳能转换、传感器和其他系统。

人们普遍认为纳米级印刷需要高强度光源。但这种被称为飞秒激光器的工具可能花费高达 50 万美元，对于大多数研究实验室和小型企业来说过于昂贵。

萨哈说：“作为一个科学界，我们没有能力快速且经济地制造足够的这些纳米材料，这就是为什么有前途的技术往往仅限于实验室，而无法转化为现实世界的应用。” 。

“我们想要回答的问题是，&luo;我们真的需要高强度飞秒激光来进行纳米级打印吗?&ruo; 我们的假设是，我们不需要光源来获得我们想要的打印类型。”

他们寻找一种低成本、低强度的光，可以以类似于飞秒激光器的方式聚焦，并选择超辐射发光二极管 (SLED) 来实现商业可用性。SLED 发出的光强度比飞秒激光器低十亿倍。

Saha 和 Choi 着手创建一种原创的投影式印刷技术，设计了一种将数字图像转换为光学图像并将其显示在玻璃表面上的系统。该系统的运行方式类似于数字投影仪，但产生的图像更清晰。他们利用超辐射光的独特特性来生成缺陷最少的清晰聚焦图像。

然后，他们开发了一种由金属盐组成的透明墨水溶液，并添加其他化学物质以确保液体能够吸收光。当投影系统发出的光照射到溶液时，会引起化学反应，将盐溶液转化为金属。金属纳米颗粒粘附在玻璃表面，金属颗粒的团聚形成纳米结构。由于它是一种投影式打印，因此可以一次性打印整个结构，而不是逐点打印，从而速度更快。

在测试该技术后，他们发现即使在低强度光下也可以进行投影式纳米级打印，但前提是图像清晰聚焦。Saha 和 Choi 相信研究人员可以使用商用硬件轻松复制他们的工作。与昂贵的飞秒激光器不同，Saha 和 Choi 在打印机中使用的 SLED 类型成本约为 3,000 美元。

“目前，只有顶尖大学才能获得这些昂贵的技术，即便如此，它们也位于共享设施中，并不总是可用，”崔说。“我们希望使纳米级 3D 打印的能力大众化，我们希望我们的研究能够为以低成本实现此类工艺打开大门。”

研究人员表示，他们的技术对于电子、光学和等离激元领域的工作人员特别有用，这些领域都需要各种复杂的金属纳米结构。

“我认为，在致力于微型结构制造的科学界中，成本和速度的指标被大大低估了，”萨哈说。

“在现实世界中，当要将实验室的发现转化为工业时，这些指标非常重要。只有当我们拥有考虑到这些指标的制造技术时，我们才能够充分利用纳米技术来造福社会。”