Een onderzoeksteam heeft linker-ionen gebruikt om te pionieren met een driedimensionale microprinttechnologie die toepasbaar is op anorganische stoffen en andere verschillende materialen. Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .

Driedimensionale microprinting is een baanbrekend proces dat wordt gebruikt in elektronische communicatie, biotechnologie, gezondheidszorg en vele andere gebieden, en vertegenwoordigt de volgende generatie van productie van kleine componenten en sensoren, in lijn met de recente trends van apparaatminiaturisatie en lichtgewichtontwerp. Traditionele 3D-microprinting heeft echter te maken gehad met uitdagingen bij het behouden van structuren, vooral bij anorganische materialen zoals metalen, waar het beheersen van deeltjes van nanogrootte moeilijk bleek.

Om deze uitdaging aan te pakken, heeft het onderzoeksteam in hun recente onderzoek overgangsmetaalkationen als linkerionen gebruikt. Linker-ionen reageren selectief op de oppervlakken van nanodeeltjes en bevorderen de binding en interacties tussen deeltjes, waardoor hun snelle stolling wordt veroorzaakt.

Het team gebruikte 3D-microprinttechnologie om anorganische nanodeeltjes in een linker-ionenbad te deponeren. De linker-ionen veroorzaakten de vorming van onderling verbonden netwerken tussen de verspreide anorganische nanodeeltjes, waardoor de deeltjes snel konden stollen en de algehele structuur konden behouden.

Bovendien is het team erin geslaagd om anorganische poreuze structuren met afmetingen van minder dan 10 μm te vervaardigen door de interacties tussen deeltjes te verfijnen, de beperkingen van conventionele microprinting te overstijgen en anorganische materiaalprints te realiseren zonder de noodzaak van gespecialiseerde apparatuur.

Dit onderzoek toont de veelzijdigheid van hun technologie aan en demonstreert de toepasbaarheid ervan op een breed scala aan functionele anorganische materialen, waaronder metalen, halfgeleiders, magneten en oxiden. Het is veelbetekenend dat hun methode veelbelovend is voor het vervangen van de conventionele, dure en tijdrovende processen bij de productie van componenten voor elektronische apparaten, zoals micro-elektromechanische systemen (MEMS).

Professor Jae Sung Son van de Pohang University of Science and Technology merkt op:"Ons onderzoek introduceert een nieuw pad voor het moeiteloos creëren van driedimensionale structuren met verbeterde oplossingsverwerkingstechnologie voor nano-printen. Het staat klaar om een ​​cruciale rol te spelen in verder onderzoek naar nano-printen. materiaalgebaseerde apparaten."

Dr. Jin Young Kim, van het Korea Institute of Science and Technology, zegt:"We kijken uit naar de commercialisering van verschillende materialen en componenten, mogelijk gemaakt door de verbeterde kwaliteit van structuren met een groot oppervlak en een hogere productiesnelheid als gevolg van onze procestechnologie. ."

Meer informatie: Minju Song et al., 3D-microprinten van anorganische poreuze materialen door door chemische verbindingen geïnduceerde stolling van nanokristallen, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-44145-7

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

Aangeboden door Pohang Universiteit voor Wetenschap en Technologie