Een team van onderzoekers van de Tsinghua University heeft samen met een collega van de Jilin University een nieuwe 3D-nanoprinttechniek ontwikkeld die gebruikmaakt van halfgeleidende kwantumstippen. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Science , beschrijft de groep hun nieuwe techniek en geeft voorbeelden van resulterende 3D-objecten. Jia-Ahn Pan en Dmitri Talapin van de Universiteit van Chicago bieden een Perspective-stuk in hetzelfde tijdschriftnummer over meer veelzijdige 3D-printapparaten en het werk dat het team aan deze nieuwe inspanning heeft gedaan.

Het gebruik van 3D-printen om driedimensionale objecten te maken is de afgelopen tien jaar enorm uitgebreid, wat heeft geleid tot nieuwe producten en snellere manieren om demonstratieobjecten te maken. Maar, zoals de onderzoekers met deze nieuwe inspanning opmerken, gebruiken 3D-printers voornamelijk materialen op basis van polymeren, waardoor het type producten dat kan worden gemaakt, wordt beperkt. Fabrikanten zeggen dat ze 3D-printers zouden kopen die producten met optische of elektronische eigenschappen kunnen printen. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers in China een grote stap in die richting gezet.

De nieuwe methode omvat het gebruik van halfgeleider quantum dots (nanokristallen gemaakt van cadmiumselenide, bedekt met zinksulfide en met doppen gemaakt van 3-mercaptopropionzuurliganden) als toevoegingen aan printmateriaal. De stippen worden geactiveerd met behulp van een laser. Fotonen van de laser worden geabsorbeerd door een nanokristal, wat resulteert in een verandering in de chemie die binding tussen de kwantumstippen mogelijk maakt - een proces dat bekend staat als twee-fotonabsorptie. In hun opstelling was absorptie van de protonen alleen mogelijk op plaatsen waar de lichtintensiteit het hoogst was. Hierdoor konden bindingen worden gemaakt die kleiner zijn dan de golflengte van het licht.

De onderzoekers merken op dat hun techniek de opto-elektronische eigenschappen van de kwantumstippen behoudt, wat betekent dat 3D-producten die worden geprint met de inkt die ermee is gemaakt, in opto-elektronische apparaten kunnen worden gebruikt.

De onderzoekers demonstreerden de degelijkheid van hun ideeën door een 3D-printer te bouwen die in staat is om twee fotonen te absorberen en deze vervolgens te gebruiken om verschillende objecten te maken, waarvan sommige lichtgevende universiteitsbadges waren. Ze toonden ook aan dat het met een verscheidenheid aan materialen kan worden gebruikt. + Verder verkennen

3D-laser-nanoprinters worden compact

© 2022 Science X Network