Hologramas: ¿El futuro de la impresión 3D rápida a nanoescala?

La impresión 3D mediante la pintura con haces de luz en una tina de plástico líquido alguna vez fue materia de ciencia ficción, pero ahora es un hecho científico. Más que eso, es la tecnología a nivel de consumidor de la que estamos casi al punto de estar indiferentes. Científicos e ingenieros de todo el mundo han estado trabajando silenciosamente en sus laboratorios en la nueva impresión 3D a nanoescala con un éxito variable. Recientemente, IEESpectrum informa sobre un trabajo prometedor que utiliza imágenes holográficas para generar estructuras a nanoescala a una velocidad récord.

Las impresoras de estereolitografía actuales utilizan láser UV escaneado sobre el fondo de una tina de resina de fotopolímero líquido sensible a los rayos UV, que se modifica químicamente para que sea sensible a los fotones de frecuencia UV. Todo está bien, pero como sabemos, este método es lento y puede tener una resolución limitada, y ha sido reemplazado en gran medida por la tecnología LCD. Las investigaciones recientes se han centrado en la litografía de dos fotones, que utiliza una resina que es en gran medida transparente a la longitud de onda de la luz en cuestión, pero que, de manera crítica, puede polimerizarse con suficiente densidad de energía (es decir, el método requiere que se absorban simultáneamente múltiples fotones). logrado mediante el uso de láseres de modo pulsado para enfocar en un punto muy estrecho, dando la gran densidad de energía requerida. Este enfoque ajustado, además de la capacidad de pasar el haz a través de la tina de líquido, permite una resolución de imagen mucho más ajustada. Pero es lento, dolorosamente lento.

La idea más reciente, de un equipo de investigadores de la Universidad China de Hong King y un par de partes relacionadas, es usar una matriz de microespejos DLP para producir una imagen holográfica, esencialmente mil haces controlables y bien enfocados, todos operando en paralelo. . Y, donde hay paralelismo, hay un aumento de velocidad. Las impresiones de prueba informadas en las resinas especiales de doble fotón se produjeron a una velocidad de hasta 54 mm ^ 3 por hora con una resolución máxima de 90 um, aunque probablemente no al mismo tiempo. Se mostraron algunos resultados interesantes adicionales, utilizando una suspensión de nanopartículas de óxido de hierro, la técnica produjo micromáquinas que podrían manipularse magnéticamente. Además, al controlar las potencias de los rayos individuales a medida que avanzaba la impresión, se podían generar hasta once valores de escala de grises, lo que permitía obtener propiedades variables del material.

Los hologramas son divertidos, así que aquí hay uno rápido sobre cómo hacer algunos para su propia diversión. Una vez que haya enviado eso, consulte esta publicación sobre un proyecto que utiliza tensorflow para predecir cómo se vería un holograma a partir de solo datos 2D, cortesía de una cámara estándar.