Un equipo de investigación ha empleado iones enlazadores para ser pioneros en una tecnología de microimpresión tridimensional aplicable a sustancias inorgánicas y otros materiales diversos. El trabajo está publicado en la revista Nature Communications. .
La microimpresión tridimensional es un proceso de vanguardia utilizado en comunicaciones electrónicas, biotecnología, atención médica y muchas otras áreas, y representa la próxima generación en la fabricación de sensores y componentes pequeños, alineándose con las tendencias recientes de miniaturización de dispositivos y diseño liviano. Sin embargo, la microimpresión 3D tradicional ha enfrentado desafíos en el mantenimiento de estructuras, particularmente con materiales inorgánicos como los metales, donde controlar partículas de tamaño nanométrico resultó difícil.
Para abordar este desafío, el equipo de investigación adoptó cationes de metales de transición como iones enlazadores en su estudio reciente. Los iones enlazadores reaccionan selectivamente en las superficies de las nanopartículas y promueven la unión y las interacciones entre partículas, induciendo su rápida solidificación.
El equipo empleó tecnología de microimpresión 3D para depositar nanopartículas inorgánicas en un baño de iones enlazadores. Los iones enlazadores provocaron la formación de redes interconectadas entre las nanopartículas inorgánicas dispersas, lo que permitió que las partículas se solidificaran y mantuvieran la estructura general rápidamente.
Además, el equipo logró crear estructuras porosas inorgánicas con dimensiones inferiores a 10 μm ajustando las interacciones entre partículas, superando las limitaciones de la microimpresión convencional y logrando la impresión de materiales inorgánicos sin la necesidad de equipos especializados.
Esta investigación muestra la versatilidad de su tecnología y demuestra su aplicabilidad a una amplia gama de materiales inorgánicos funcionales, incluidos metales, semiconductores, imanes y óxidos. Significativamente, su método es prometedor para reemplazar los procesos convencionales de alto costo y tiempo en la fabricación de componentes para dispositivos electrónicos, como los sistemas microelectromecánicos (MEMS).
El profesor Jae Sung Son de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang comenta:"Nuestra investigación introduce una nueva vía para crear sin esfuerzo estructuras tridimensionales con tecnología mejorada de procesamiento de soluciones para nanoimpresión. Está preparada para desempeñar un papel crucial en futuras investigaciones sobre nanoimpresión". dispositivos basados en materiales."
El Dr. Jin Young Kim, del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología, dice:"Esperamos que la comercialización de diversos materiales y componentes sea posible gracias a la calidad mejorada de las estructuras de gran superficie y a la velocidad de producción mejorada gracias a nuestra tecnología de proceso. ."
Más información: Minju Song et al, microimpresión 3D de materiales porosos inorgánicos mediante solidificación de nanocristales inducida por enlaces químicos, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-44145-7
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
