Uma equipe de pesquisa empregou íons ligantes para ser pioneira em uma tecnologia de microimpressão tridimensional aplicável a substâncias inorgânicas e outros materiais diversos. O trabalho está publicado na revista Nature Communications .



A microimpressão tridimensional é um processo de ponta utilizado em comunicações eletrónicas, biotecnologia, cuidados de saúde e muitas outras áreas, e representa a próxima geração de fabrico de pequenos componentes e sensores, alinhando-se com as tendências recentes de miniaturização de dispositivos e design leve. No entanto, a microimpressão 3D tradicional tem enfrentado desafios na manutenção de estruturas, particularmente com materiais inorgânicos como metais, onde o controle de partículas nanométricas se mostrou difícil.

Para enfrentar este desafio, a equipe de pesquisa adotou cátions de metais de transição como íons ligantes em seu estudo recente. Os íons ligantes reagem seletivamente nas superfícies das nanopartículas e promovem ligações e interações entre as partículas, induzindo sua rápida solidificação.

A equipe empregou tecnologia de microimpressão 3D para depositar nanopartículas inorgânicas em um banho de íons ligantes. Os íons ligantes causaram a formação de redes interconectadas entre as nanopartículas inorgânicas dispersas, permitindo que as partículas solidificassem e mantivessem rapidamente a estrutura geral.

Além disso, a equipe conseguiu criar estruturas inorgânicas porosas com dimensões abaixo de 10 μm, ajustando as interações entre as partículas, superando as limitações da microimpressão convencional e conseguindo a impressão de materiais inorgânicos sem a necessidade de equipamentos especializados.

Esta pesquisa mostra a versatilidade de sua tecnologia, demonstrando sua aplicabilidade a uma ampla gama de materiais inorgânicos funcionais, incluindo metais, semicondutores, ímãs e óxidos. Significativamente, seu método é promissor para substituir os processos convencionais de alto custo e demorados na fabricação de componentes para dispositivos eletrônicos, como sistemas microeletromecânicos (MEMS).

O professor da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, Jae Sung Son, comenta:"Nossa pesquisa introduz um novo caminho para a criação fácil de estruturas tridimensionais com tecnologia de processamento de solução aprimorada para nanoimpressão. Ela está preparada para desempenhar um papel crucial em pesquisas futuras sobre nano-impressão. dispositivos baseados em materiais."

Jin Young Kim, do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia, afirma:"Estamos ansiosos pela comercialização de vários materiais e componentes, possibilitada pela melhoria da qualidade das estruturas de grandes áreas e pela maior velocidade de produção proporcionada pela nossa tecnologia de processo. ."

Mais informações: Minju Song et al, microimpressão 3D de materiais porosos inorgânicos por solidificação induzida por ligação química de nanocristais, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-44145-7
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang