A TU Wien está conduzindo pesquisas em tecnologia de impressão 3-D de alta precisão. Agora, um novo método está permitindo que os pesquisadores procurem materiais adequados com maior precisão do que nunca.

Como é possível construir uma maquete da Catedral de Santo Estêvão do tamanho de uma partícula de poeira? Nós vamos, usando a moderna tecnologia de impressão 3D da TU Wien, Isso não é mais um problema. Estruturas inimaginavelmente finas em ordens de magnitude bem abaixo de um micrômetro agora podem ser criadas usando sua impressora 3-D.

Contudo, este processo requer o que é conhecido como "moléculas iniciadoras, "que têm propriedades físicas muito específicas. Usando um novo método de análise, desenvolvido no Instituto de Física Aplicada da TU Wien, agora é possível examinar essas moléculas mais de perto e mais rapidamente do que era possível anteriormente e, assim, identificar quais materiais permitem que a tecnologia funcione melhor. Detalhes desta tecnologia foram publicados recentemente no jornal de física Cartas de Física Aplicada .

Resina curada por feixe de laser

Tudo começa com um líquido:o material inicial para a impressão 3D é uma resina, que é curado em certos pontos muito específicos usando um feixe de laser. Para que isso aconteça, uma reação química em cadeia precisa ser posta em movimento. Moléculas iniciadoras especiais são ativadas quando absorvem fótons do feixe de laser, em última análise, causando a cura da resina.

"Para alcançar a maior resolução possível, é importante que as moléculas iniciadoras não sejam ativadas por um único fóton, mas apenas sejam ativadas quando absorvem dois fótons ao mesmo tempo, "explica o Prof. Wolfgang Husinsky do Instituto de Física Aplicada da TU Wien." Este processo de dois fótons só pode ocorrer com a probabilidade necessária onde a luz do laser é mais forte, ou seja, exatamente no centro do feixe de laser. "

Como tal, as moléculas iniciadoras ideais são aquelas que são influenciadas o menos possível por um único fóton, mas tem alta probabilidade de ser capaz de absorver dois fótons ao mesmo tempo. Como essas moléculas são ativadas apenas no centro do feixe de laser, isso dá um alto grau de controle sobre os pontos nos quais a resina deve ser curada, permitindo a produção de objetos 3-D com detalhes incrivelmente finos.

Tudo depende do comprimento de onda

Uma coisa que sempre foi negligenciada até agora, é que muitos materiais podem formar moléculas iniciadoras adequadas, embora apenas ao usar um feixe de laser com um comprimento de onda que corresponde exatamente ao material. Até agora, isso foi incrivelmente difícil de investigar. "Você teve que realizar o mesmo experimento repetidamente com diferentes comprimentos de onda de laser, e você teria que recalibrar o experimento configurado do zero a cada vez; na prática, isso é quase impossível, "diz Aliasghar Ajami, o autor principal da publicação.

Então, Aliasghar Ajami desenvolveu um método inteiramente novo, que usava pulsos de laser ultracurtos com duração de alguns femtossegundos. "Com esses pulsos tão curtos quanto esses, o comprimento de onda não é mais estritamente definido, então o feixe de laser não tem mais uma cor única, em vez disso, é composto de muitos comprimentos de onda diferentes, "explica Ajami. Prismas são então usados ​​para dispersar a luz desses pulsos de laser. O feixe é dividido em uma 'folha' bidimensional de luz que tem comprimentos de onda diferentes em cima daqueles abaixo." Se você mover a amostra através deste laser iluminar de maneira adequada, você pode analisar como as moléculas reagem a diferentes comprimentos de onda em uma única medição, "explica Wolfgang Husinsky." Assim, somos capazes de criar um espectro completo de absorção de dois fótons em uma única etapa de trabalho. "