Nanoresonaattoreita 3D-tulostuksella

MEMSin seuraajat nanosähkömekaaniset piirit (NEMSit) tarjoavat mahdollisuuden luoda inertia-, massa- ja voima-antureita, joiden herkkyys on sellainen, että ne voivat olla vuorovaikutuksessa yksittäisten molekyylien kanssa.

NEMS-anturien leviämistä rajoittavat kuitenkin edelleen perinteisten piipohjaisten teknologioiden korkeat valmistuskustannukset. Niitä on tuotettu jo 3D-printtauksellakin mutta tähän mennessä niiden suorituskyky massasensoreina on ollut heikko.

Politecnico di Torionon tutkijat kumppaneineen osoittavat uudessa tutkimusartikkelissa "Piipohjaisten NEMS-suorituskykyjen saavuttaminen 3D-tulostetuilla nanomekaanisilla resonaattoreilla", kuinka 3D-tulostuksella on mahdollista saada mekaanisia nanoresonaattoreita, joiden ansiot, kuten laatutekijä, vakaus, massaherkkyys ja lujuus ovat verrattavissa piiresonaattoreihin.

Erilaisia nanorakenteita (kalvot, uloke, sillat) tuotettiin kaksifotonisella polymeroinnilla ja uusilla nestekoostumuksilla. Niitä seurasi lämpöprosessi, joka poistaa orgaanisen sisällön jättäen keraamisen rakenteen, jolla on vahva jäykkyys ja vähäinen sisäinen heikkeneminen.

”NEMS, jonka olemme valmistaneet ja karakterisoineet - selittää Stefano Stassi - omaa mekaanisen suorituskyvyn, joka vastaa nykyisiä piilaitteita. Mutta ne on toteutettu yksinkertaisemmalla, nopeammalla ja monipuolisemmalla prosessilla, jonka ansiosta siihen on myös mahdollista lisätä uusia kemiallis-fysikaalisia toimintoja.

Esimerkkinä tutkimusartikkelissa käytetty materiaali on Nd:YAG, jota käytetään tavallisesti solid-state laserlähteenä infrapuna-alueella"

"Kyky valmistaa monimutkaisia ja miniatyyrisiä laitteita, joiden suorituskyky on samanlainen kuin piillä - sanoo Shlomo Magdassi - nopealla ja yksinkertaisella 3D-tulostusprosessilla, tuo uusia näköaloja lisäävän ja nopean valmistuksen alalle."

Aiheista aiemmin:

Vakaasti toimiva nanorele

Enemmän irti MEMS-tekniikasta

Kolmiulotteinen materiaalitulostus molekyylirajalle