Para ilmuwan menghasilkan struktur cetakan 3{{1}D dengan kerutan nano bawaan untuk kontrol permukaan tingkat lanjut
Wuhan, Tiongkok - Sebuah tim peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Huazhong telah mengembangkan pendekatan pencetakan-3D-berbasis laser baru untuk membuat struktur-mikro-dimensi tiga yang membawa pola kerutan berskala nano pada permukaannya, sehingga membuka jalan baru untuk permukaan-fungsional tinggi.
Dalam studi tersebut, tim melaporkan metode "perakitan langsung laser" yang menggunakan laser femtosecond untuk menghasilkan mikro{0}}voxel polimer yang secara spontan membentuk kerutan nano karena ketidaksesuaian tegangan selama fotopolimerisasi.
Fitur utama dari teknologi ini meliputi:
A satu-bahan, satu-proses satu langkah: Seluruh struktur mikro-termasuk kerutannya-dibentuk dalam satu proses penulisan-laser, tanpa memerlukan langkah pembuatan templat atau-pengerutan terpisah.
Resolusi spasial tinggi dan kebebasan geometris: Metode ini memungkinkan pembuatan arsitektur-yang dirancang pengguna dalam 3-D dengan pola kerutan terprogram (termasuk kerutan hierarki atau berpola) di seluruh permukaan.
Mengontrol panjang gelombang kerutan hingga puluhan nanometer: Penulis menunjukkan bahwa panjang gelombang kerutan dapat disesuaikan (di bawah ~40 nm) dengan mengontrol parameter laser dan material.
Penerapan yang luas: Seiring dengan terbentuknya kerutan selama pencetakan, arsitektur yang dihasilkan dapat menggabungkan desain-bentuk makro dan tekstur permukaan berskala nano dalam satu langkah-yang menjanjikan untuk aplikasi dalam bidang optik, penginderaan,-fluida mikro, dan perangkat mekanis yang mengutamakan luas permukaan, interaksi-bahan cahaya, atau perilaku pembasahan.
Tim peneliti mendemonstrasikan kemampuan tersebut dengan mencetak bata-mikro, susunan kisi, dan bahkan bentuk artistik (misalnya lambang universitas-berskala mikro) yang dilapisi dengan kerutan nano, yang membuktikan kompleksitas struktural dan kontrol tekstur permukaan.
Menurut penulisnya, inovasi terbesarnya terletak pada penggabungan fabrikasi aditif arsitektur-mikro dengan struktur nano-in situ-yang secara efektif menggabungkan pencetakan 3-D dengan pola skala nano dalam satu proses terpadu. Hal ini dapat menyederhanakan pembuatan permukaan fungsional secara signifikan, yang biasanya memerlukan langkah-langkah litografi atau pengkerutan otomatis yang terpisah.
Implikasi potensial dari pekerjaan ini mencakup peningkatan kinerja perangkat mikro (misalnya melalui peningkatan luas permukaan atau peningkatan hamburan cahaya), peningkatan fungsi dalam robot mikro atau perancah biomedis (di mana tekstur permukaan memengaruhi perilaku sel), dan kebebasan desain baru dalam arsitektur metamaterial atau fotonik.
Para penulis menyimpulkan bahwa strategi mereka "menyediakan protokol universal untuk membangun arsitektur nanowrinkled yang hampir sewenang-wenang" dan "memfasilitasi paradigma baru dalam manufaktur mikro/nano-aditif".
