Нанопечать в тысячу раз быстрее: как это работает

Учёные Венского технологического университета научились печатать трёхмерные объекты нанометрового масштаба со скоростью пять метров полимера в секунду — примерно в тысячу раз быстрее, чем позволяли прежние методы. Готовая деталь помещается на кончике иглы, но уже сейчас с её помощью воспроизводят архитектурные модели и гоночные машины — а в перспективе речь идёт о выращивании биологических тканей.

Как устроена технология

В основе метода — двухфотонная полимеризация. Лазерный луч фокусируется зеркалами в точку внутри жидкой фотополимерной смолы, где одновременно поглощаются два фотона — и именно в этой точке смола твердеет. Зона полимеризации составляет несколько сотен нанометров: меньше длины волны самого лазера. Перемещая фокус по трёхмерной траектории, установка выстраивает объект слой за слоем.

Прежде такие установки работали со скоростью единиц миллиметров в секунду — печать даже небольшой детали растягивалась на часы. Венская группа добилась пяти метров в секунду.

На практике это означает: сто слоёв по двести линий каждый — четыре минуты. Объект в итоге сопоставим по размеру с песчинкой, но детали внутри него разрешены на уровне долей микрона.

Что уже напечатали

Первые демонстрационные модели — миниатюрный гоночный автомобиль, уменьшенная копия собора Св. Стефана в Вене и модель Тауэрского моста в Лондоне. Все объекты умещаются на срезе волоса.

Медицина как главная цель

Скорость открывает направление, которое раньше оставалось теоретическим: печать биологических каркасов для выращивания тканей. Метод позволяет задавать точную пористую структуру, по которой клетки могут прорастать и делиться. Исследователи рассматривают его как инструмент для создания имплантатов и, в более далёкой перспективе, функциональных фрагментов органов.

Пока речь идёт о каркасах, а не о готовых тканях — живые клетки в печатный процесс ещё не интегрированы.

Читайте также о необычных 3D-рисунках на асфальте.