روشی برای چاپ سه‌بعدی با کمک پرتوهای الکترونی متمرکز ارائه شده است که در آن سرعت چاپ و قدرت تفکیک افزایش یافته است.
نگارش سریع روی سطح با پرتوهای الکترونی متمرکز
محققان موسسه جرجیا موفق به ارائه روش نانوچاپ سه‌بعدی شدند که در آن از پرتوهای الکترونی متمرکز استفاده شده است. این جت سریع پرانرژی برای تسریع نشست مواد اولیه روی سطح ابداع شده است. با استفاده از این فناوری می‌توان کاربردهای جدیدی برای نانوساختار سه‌بعدی ارائه کرد.
نشست تحریک شده با پرتوهای الکترونی متمرکز (FEBID) یک روش نگارش مستقیم برای نانوچاپ است که در آن الکترون‌های پرانرژی و یک جت از گازهای حاوی مواد اولیه برانگیخته شده با گرما روی سطح اسپری می‌شوند. مواد اولیه در واقع قرار است روی سطح چاپ شوند که در این روش با دقت بالا و کنترل شده روی سطح قرار داده می‌شوند. یکی دیگر از مزایای این فناوری، آزادی در ترکیب شیمیایی و شکل ذرات است.
ساختارهای سه‌بعدی نانومقیاس می‌توانند راهبرد تازه‌ای برای رصد سلامتی، پردازشگرهای کامپیوتر و تحقیقات در حوزه انرژی باشند.
یکی از محدودیت‌های بزرگ روش FEBID، سرعت کم چاپ است؛ به همین دلیل نمی‌توان تولید در حجم انبوه را با استفاده از آن انجام داد. برای حل این مشکل، محققان روشی ارائه کردند که می‌توان سرعت را افزایش داد بدون اینکه نیاز به افزایش دمای زیرلایه باشد. آن‌ها انرژی مولکول‌های پیش‌ماده را با استفاده از یک تزریق‌کننده ستونی افزایش دادند. زمانی که این تزریق‌کننده مولکول‌ها را به مخزن خلاء تزریق می‌کند، مولکول‌های کوچک گاز با سرعت بسیار بالایی به حرکت درمی‌آیند و جذب زیرلایه می‌شوند. از آنجایی که پیوندهای شیمیایی در این روش به سرعت شکسته می‌شوند در نتیجه سرعت نانوچاپ افزایش می‌یابد.
این گروه تحقیقاتی قصد دارند در ادامه کار از جت‌های هیبریدی که حاوی گازهای خنثی با انرژی بالا و گازهای حاوی پیش‌ماده هستند، استفاده کنند. علاوه بر سرعت بالای نانوساختار سه‌بعدی، هیبریدهای جت می‌توانند کنترل بسیار دقیقی روی ترکیب شیمیایی مواد در حین فرآیند چاپ سه‌بعدی داشته باشد. با این فناوری تشکیل نانوساختارها با فاز و توپولوژی فراتر از آنچه که امروز انجام می‌شود، میسر است.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Non-equilibrium adatom thermal state enables rapid additive nanomanufacturing در نشریه Physical Chemistry Chemical Physics به چاپ رسیده است.
