Een belangrijke technologische vooruitgang op het gebied van hogesnelheidsstraalscanapparatuur heeft de snelheid van 2D- en 3D-printen tot 1000 keer verhoogd, volgens onderzoekers van Penn State's College of Engineering.

Met behulp van een ruimteladinggestuurde KTN-straaldeflector - een soort kristal gemaakt van kaliumtantalaat en kaliumniobaat - met een groot elektro-optisch effect, onderzoekers hebben ontdekt dat scannen met een veel hogere snelheid mogelijk is.

"In principe, wanneer de kristalmaterialen worden toegepast op een elektrisch veld, ze genereren uniforme reflecterende verdelingen, die een inkomende lichtstraal kan afbuigen, " zei Shizhuo Yin, hoogleraar elektrotechniek aan de School voor Elektrotechniek en Informatica. "We hebben een systematische studie uitgevoerd naar indicaties van snelheid en ontdekten dat de faseovergang van het elektrische veld een van de beperkende factoren is."

Om dit probleem op te lossen, Yin en zijn team van onderzoekers, Penn State afgestudeerde studenten Wenbin Zhu, Ju Hung Chao, Chang-Jiang Chen en Robert Hoffman van het Army Research Laboratory in Maryland, elimineerde de door het elektrisch veld geïnduceerde faseovergang in een nano-ontregeld KTN-kristal door het bij een hogere temperatuur te laten werken. Ze gingen niet alleen verder dan de Curie-temperatuur (de temperatuur waarbij bepaalde materialen hun magnetische eigenschappen verliezen, vervangen door geïnduceerd magnetisme), ze gingen voorbij het kritische eindpunt (waarin een vloeistof en zijn damp naast elkaar kunnen bestaan).

Dit verhoogde de scansnelheid van het microsecondebereik tot het nanoseconderegime en verbeterde high-speed beeldvorming, breedband optische communicatie, en ultrasnelle laserweergave en afdrukken.

De bevindingen van de groep werden in september gepubliceerd in een nummer van Wetenschappelijke rapporten , een Brits interdisciplinair tijdschrift.

Yin zei dat technologie als deze vooral van belang zou zijn in de medische industrie - high-speed beeldvorming zou nu in realtime zijn. Bijvoorbeeld, optometristen die een niet-invasieve beeldvormingstest gebruiken die lichtgolven gebruikt om dwarsdoorsnedefoto's van het netvlies van een persoon te maken, in staat zouden zijn om het 3D-beeld van het netvlies van hun patiënten te hebben terwijl ze de operatie uitvoeren, zodat ze kunnen zien wat er tijdens de procedure moet worden gecorrigeerd.

Yin voegde eraan toe dat dit onderzoek iedereen ten goede zou kunnen komen, in dat iets dat in 3D wordt afgedrukt en dat ooit een uur duurde, nu seconden zou duren, en 20, 000 pagina's afgedrukt in 2D zou een minuut duren.