Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia (Georgia Tech) han desarrollado un medio basado en la luz para imprimir estructuras metálicas de tamaño nanométrico, que permite la creación de estructuras únicas para el desarrollo de muchas tecnologías, incluidos dispositivos electrónicos, conversión de energía solar, sensores y otros sistemas.
Para la impresión a nanoescala, una técnica conocida como nanopatterning, se cree que se requieren fuentes de luz de alta intensidad. Pero este tipo de herramienta, conocida como láser de femtosegundo, puede costar hasta medio millón de dólares y es demasiado cara para la mayoría de los laboratorios de investigación y las pequeñas empresas.
Los investigadores de Georgia Tech han conseguido desarrollar una técnica para imprimir nanoestructuras metálicas que es 480 veces más rápida y 35 veces más barata que el método convencional actual.
Para ello, buscaron una luz de bajo costo y baja intensidad que pudiera enfocarse de manera similar a los láseres de femtosegundos. Se decantaron por los diodos emisores de luz superluminiscentes (SLED) por su disponibilidad comercial. Los SLED emiten luz 1.000 millones de veces menos intensa que la de los láseres de femtosegundo.
Impresión por proyección
Los investigadores crearon una tecnología de impresión de estilo de proyección original, diseñando un sistema que convierte imágenes digitales en imágenes ópticas y las muestra en una superficie de vidrio. El sistema funciona como proyectores digitales, pero produce imágenes más enfocadas. Aprovecharon las propiedades únicas de la luz superluminiscente para generar imágenes nítidamente enfocadas con defectos mínimos.
Posteriormente, desarrollaron una solución de tinta transparente compuesta de sal metálica y agregaron otros químicos para asegurarse de que el líquido pudiera absorber la luz. Cuando la luz de su sistema de proyección incidió en la solución, provocó una reacción química que convirtió la solución salina en metal.
Las nanopartículas metálicas se adhirieron a la superficie del vidrio y la aglomeración de las partículas metálicas crearon las nanoestructuras. Debido a que es un tipo de impresión por proyección, puede imprimir una estructura completa de una sola vez, en lugar de punto por punto, lo que lo hace mucho más rápido.
Después de probar la técnica, descubrieron que la impresión a nanoescala estilo proyección es posible incluso con luz de baja intensidad, pero sólo si las imágenes están nítidamente enfocadas. Con este método, los investigadores pueden replicar fácilmente su trabajo utilizando hardware disponible comercialmente.
Los investigadores dicen que su técnica será particularmente útil para las personas que trabajan en los campos de la electrónica, la óptica y la plasmónica, que requieren una variedad de nanoestructuras metálicas complejas.