TU Wien está investigando la tecnología de impresión 3D de alta precisión. Ahora, un nuevo método permite a los investigadores buscar materiales adecuados con mayor precisión que nunca.

¿Cómo es posible construir una maqueta de la catedral de San Esteban del tamaño de una partícula de polvo? Bien, utilizando la moderna tecnología de impresión 3D de TU Wien, Esto ya no es un problema. Ahora se pueden crear estructuras inimaginablemente finas en órdenes de magnitud muy por debajo de un micrómetro utilizando su impresora 3D.

Sin embargo, este proceso requiere lo que se conoce como "moléculas iniciadoras, "que tienen propiedades físicas muy específicas. Con un nuevo método de análisis, desarrollado en el Instituto de Física Aplicada de TU Wien, Ahora es posible examinar estas moléculas más de cerca y más rápidamente de lo que era posible anteriormente y así identificar qué materiales permiten que la tecnología funcione mejor. Los detalles de esta tecnología se publicaron recientemente en la revista de física. Letras de física aplicada .

Resina curada por rayo láser

Todo comienza con un líquido:el material de partida para la impresión 3D es una resina, que se cura en ciertos puntos muy específicos mediante un rayo láser. Para que esto suceda, es necesario poner en marcha una reacción química en cadena. Las moléculas iniciadoras especiales se activan cuando absorben fotones del rayo láser, en última instancia, provocando el curado de la resina.

"Para lograr una resolución lo más alta posible, Es importante que las moléculas iniciadoras no sean activadas por un solo fotón sino que solo se activen cuando absorben dos fotones al mismo tiempo, "explica el profesor Wolfgang Husinsky del Instituto de Física Aplicada de TU Wien." Este proceso de dos fotones solo puede ocurrir con la probabilidad requerida donde la luz láser es más fuerte, es decir, exactamente en el centro del rayo láser ".

Como tal, las moléculas iniciadoras ideales son aquellas que están tan poco influenciadas como sea posible por un solo fotón, pero tienen una alta probabilidad de poder absorber dos fotones al mismo tiempo. Como estas moléculas solo se activan en el centro del rayo láser, esto proporciona un alto grado de control sobre los puntos en los que se curará la resina, permitiendo la producción de objetos 3-D con detalles increíblemente finos.

Todo depende de la longitud de onda

Una cosa que a menudo se ha descuidado hasta ahora, es que muchos materiales podrían producir moléculas iniciadoras adecuadas, aunque solo cuando se utiliza un rayo láser con una longitud de onda que coincida exactamente con el material. Hasta ahora, esto fue increíblemente difícil de investigar. "Tenías que realizar el mismo experimento una y otra vez con diferentes longitudes de onda láser, y tendría que volver a calibrar el experimento creado desde cero cada vez; en la práctica, esto es casi imposible, "dice Aliasghar Ajami, el autor principal de la publicación.

Entonces, Aliasghar Ajami ideó un método completamente nuevo, que utilizó pulsos láser ultracortos con una duración de unos pocos femtosegundos. "Con estos pulsos tan cortos como estos, la longitud de onda ya no está estrictamente definida, por lo que el rayo láser ya no tiene un color único, más bien se compone de muchas longitudes de onda diferentes, "explica Ajami. Los prismas se utilizan para dispersar la luz de estos pulsos de láser. El rayo se divide en una 'hoja' bidimensional de luz que tiene diferentes longitudes de onda en la parte superior de las de abajo". Si mueve la muestra a través de este láser iluminar de manera adecuada, puede analizar cómo reaccionan las moléculas a diferentes longitudes de onda en una sola medición, ", explica Wolfgang Husinsky." De este modo, podemos crear un espectro de absorción completo de dos fotones en un solo paso de trabajo ".