Udskriver fremtiden:Skræddersy kemi til uorganisk 3D-mikrooptik

I en nylig publikation i tidsskriftet Trends in Chemistry , dykker forskere fra University of Twente ind i potentialet ved 3D-printkeramik i mikrooptik. Disse små keramiske strukturer kan potentielt bruges til at generere lys og lagre information. "Lad os lave keramik så lille, at de kan manipulere lyset."

Som med mange publikationer begyndte artiklen med nysgerrighed-drevne studerende. J.P. Winczewski (tidligere Ph.D.), J. Arriaga-Dávila (Nanoteknologimester) og C. Rosero-Arias (Ph.D.) dykkede ind i 3D-printkeramik uden for vores syn. "I stedet for at printe noget massivt besluttede vi at gå den anden vej rundt og lave ekstremt små printede strukturer," siger Arturo Susarrey-Arce, assisterende professor ved Mesoscale Chemical Systems-forskningsgruppen ved University of Twente.

Keramik er meget kraftfuldt inden for mikrooptik på grund af deres lys-stof interaktionsegenskaber. Lysets hastighed i et vakuum er kendt for at være uovertruffen hurtig. Glas og keramik har dog et højere brydningsindeks, hvilket betyder, at lyset bliver bremset, mens det forplanter sig gennem det passende materiale. "Når vi ser på fremtiden, kan 3D-arkitekteret keramik bidrage til optisk kommunikation og lyskredsløb med den rigtige materialekombination og sammensætning," siger Susarrey-Arce.

Som navnet antyder, indebærer 3D-printning nøjagtig formgivning af mikrooptik i alle tre dimensioner. "Miniaturisering sker typisk i 2D, men der er stadig meget plads i den tredje dimension," forklarer Susarrey-Arce. Men for at komme videre er der stadig udfordringer at overvinde. For eksempel skal 3D-keramisk print være i overensstemmelse med nøglekarakteristika.

For at integrere 3D-keramisk print i lavtemperaturmikrooptik skal forskerne opnå perfekte mikroarkitekturer med den højeste rumlige præcision. Dette aspekt afhænger delvist af tilgængeligheden af ​​forskellige harpikser, der ændrer deres egenskaber, når de udsættes for lys, hvilket giver dem mulighed for at udskrive dem samtidigt. At udvikle sådanne harpikser er fortsat en udfordring for syntetiske kemikere, en udfordring vi dagligt engagerer os i laboratoriet.

Flere oplysninger: J.P. Winczewski et al., Skræddersyede kemi til uorganisk 3D-mikrooptik, Trends in Chemistry (2024). DOI:10.1016/j.trechm.2023.12.005

Journaloplysninger: Trends i kemi

Leveret af University of Twente