I en nyligen publicerad publikation i tidskriften Trends in Chemistry , forskare från University of Twente gräver i potentialen för 3D-utskrift av keramik inom mikrooptik. Dessa små keramiska strukturer kan potentiellt användas för att generera ljus och lagra information. "Låt oss göra keramik så liten att de kan manipulera ljus."
Som med många publikationer började artikeln med nyfikenhetsdrivna elever. J.P. Winczewski (tidigare Ph.D.), J. Arriaga-Dávila (Nanoteknikmästare) och C. Rosero-Arias (Ph.D.) dyker in i 3D-utskrift av keramik bortom vår syn. "Istället för att skriva ut något massivt, bestämde vi oss för att gå åt andra hållet och göra extremt små tryckta strukturer", säger Arturo Susarrey-Arce, biträdande professor vid forskningsgruppen Mesoscale Chemical Systems vid University of Twente.
Keramik är mycket kraftfull inom mikrooptikområdet på grund av deras interaktionsegenskaper mellan ljus och materia. Ljushastigheten i vakuum är känd för att vara oslagbart snabb. Men glas och keramik har ett högre brytningsindex, vilket innebär att ljuset bromsas ner medan det fortplantar sig genom lämpligt material. "När man ser på framtiden kan 3D-arkitekturerad keramik bidra till optisk kommunikation och ljuskretsar med rätt materialkombination och sammansättning", säger Susarrey-Arce.
Som namnet antyder, innebär 3D-utskrift att noggrant forma mikrooptik i alla tre dimensioner. "Miniatyrisering sker vanligtvis i 2D, men det finns fortfarande mycket utrymme i den tredje dimensionen", förklarar Susarrey-Arce. Men för att komma vidare finns det fortfarande utmaningar att övervinna. Till exempel bör 3D-keramisk utskrift överensstämma med nyckelegenskaper.
För att integrera 3D-keramisk utskrift i lågtemperaturmikrooptik måste forskarna uppnå perfekta mikroarkitekturer med högsta rumsliga precision. Denna aspekt är delvis beroende av tillgången på olika hartser som ändrar sina egenskaper när de utsätts för ljus, vilket tillåter dem att skriva ut dem samtidigt. Att utveckla sådana hartser är fortfarande en utmaning för syntetiska kemister, en utmaning som vi engagerar oss dagligen i labbet.
Mer information: J.P. Winczewski et al, Tailoring chemistry for inorganic 3D micro-optics, Trends in Chemistry (2024). DOI:10.1016/j.trechm.2023.12.005
Journalinformation: Trender inom kemi
Tillhandahålls av University of Twente
