Los dispositivos microelectromecánicos (MEMS) se basan en la integración de componentes mecánicos y eléctricos en una escala micrométrica. Todos los usamos continuamente en nuestra vida cotidiana:por ejemplo, en nuestros teléfonos móviles hay al menos una docena de MEMS que regulan diferentes actividades que van desde el monitoreo de movimiento, posición e inclinación del teléfono; filtros activos para las diferentes bandas de transmisión, y el propio micrófono.

Aún más interesante es la miniaturización extrema a nanoescala de estos dispositivos (NEMS), porque ofrece la posibilidad de crear sensores de inercia, masa y fuerza con tal sensibilidad que pueden interactuar con moléculas individuales.

Sin embargo, la difusión de los sensores NEMS todavía está limitada por el alto costo de fabricación de las tecnologías tradicionales basadas en silicio. Por el contrario, las nuevas tecnologías como la impresión 3D han demostrado que se pueden crear estructuras similares a bajo costo y con funcionalidades intrínsecas interesantes, pero hasta la fecha el rendimiento como sensores de masa es bajo.

El artículo "Alcanzar rendimientos NEMS basados ​​en silicio con resonadores nanomecánicos de impresoras 3D" publicado en Nature Communications muestra cómo es posible obtener nanorresonadores mecánicos a partir de la impresión 3D con cifras de mérito tales como factor de calidad, estabilidad publicada, sensibilidad de masa y resistencia comparables a las de los resonadores de silicio. La investigación es el resultado de la colaboración entre el Politecnico di Torino (Stefano Stassi y Carlo Ricciardi del Departamento de Ciencias Aplicadas y Tecnología; y Mauro Tortello y Fabrizio Pirri de los grupos NAMES y MPNMT) y la Universidad Hebrea de Jerusalén, con la investigación de Ido Cooperstein y Shlomo Magdassi.

Los diferentes nanodispositivos (membranas, cantilever, puentes) se obtuvieron por polimerización bifotónica sobre nuevas composiciones líquidas, seguido de un proceso térmico que elimina el contenido orgánico, dejando una estructura cerámica de alta rigidez y baja disipación interna. Las muestras así obtenidas se caracterizan luego por vibrometría láser Doppler.

"Los NEMS que hemos fabricado y caracterizado", explica Stefano Stassi, "tienen prestaciones mecánicas en línea con los dispositivos de silicio actuales, pero se obtienen mediante un proceso más simple, rápido y versátil, gracias al cual también es posible añadir nuevos funcionalidades físico-químicas. Por ejemplo, el material utilizado en el artículo es Nd:YAG, normalmente utilizado como fuente de láser de estado sólido en el rango infrarrojo".

"La capacidad de fabricar dispositivos complejos y en miniatura que tienen un rendimiento similar al de los de silicona", dice Shlomo Magdassi, "mediante un proceso de impresión 3D rápido y simple, abre nuevos horizontes al campo de la fabricación aditiva y la fabricación rápida". + Explora más

La mayor amplificación en diminutos dispositivos a nanoescala