חוקרים שוודים חידשו הדפסת תלת מימד על ידי פיתוח מיקרו-אופטיקה מזכוכית סיליקה על סיבים אופטיים, תוך הבטחה לאינטרנט מהיר יותר, חיישנים משופרים ומערכות הדמיה מתקדמות, תוך הימנעות מפגיעה בטמפרטורה גבוהה לציפויי סיבים. קרדיט: דיוויד קלהאן
לחוקרים שבדים יש מיקרו-אופטיקה מזכוכית סיליקה מודפסת בתלת-ממד על סיבים אופטיים, מה שמשפר את מהירות האינטרנט והקישוריות. טכניקה זו, עמידה ומדויקת יותר, עשויה לחולל מהפכה בחישה מרחוק, תרופות ופוטוניקה.
בראשונה לתקשורת, חוקרים שוודים הדפיסו בהצלחה מיקרו-אופטיקה מזכוכית סיליקה בתלת-ממד ישירות על קצות סיבים אופטיים, אזורים זעירים כמו חתך רוחב של שערה אנושית. פריצת דרך זו עשויה להוביל למהירויות אינטרנט מהירות יותר ולקישוריות משופרת, יחד עם פיתוח חיישנים קטנים יותר ומערכות הדמיה קומפקטיות יותר.
דיווח ביומן ACS Nanoחוקרים מהמכון הטכנולוגי המלכותי של KTH בשטוקהולם אומרים ששילוב התקנים אופטיים מזכוכית סיליקה עם סיבים אופטיים מאפשר חידושים רבים, כולל חיישנים מרחוק רגישים יותר לסביבה ולשירותי בריאות.
טכניקות ההדפסה שעליהן מדווחות עשויות להוכיח ערך בייצור של תרופות וכימיקלים.
Lee-Lon Lai מדגים את ההתקנה להדפסת מבני זכוכית סיליקה על סיב אופטי. קרדיט: Lee-Lon Lai מדגים את ההתקנה להדפסת מבני זכוכית סיליקה על סיב אופטי.
התקדמות בטכניקות דפוס
פרופסור KTH Kristinn Gylfason אומר שהשיטה מתגברת על מגבלות ארוכות בבניית קצוות סיבים אופטיים עם זכוכית סיליקה, שלדבריו דורשים לעתים קרובות טיפולים בטמפרטורה גבוהה הפוגעים בשלמותם של ציפוי סיבים רגישים לטמפרטורה. בניגוד לשיטות אחרות, התהליך מתחיל בחומר בסיס שאינו מכיל פחמן. כלומר אין צורך בטמפרטורות גבוהות כדי לגרש פחמן כדי להפוך את מבנה הזכוכית לשקוף.
המחבר הראשי של המחקר, לי-לון לאי, אומר שהחוקרים הדפיסו חיישן זכוכית סיליקה שהוכיח גמישות רבה יותר מחיישן סטנדרטי מבוסס פלסטיק לאחר מדידות מרובות.
תמונה מיקרוסקופית של מבנה הדגמה מזכוכית מודפסת על קצה סיב אופטי. קרדיט: דיוויד קלהאן
"הדגמנו חיישן מקדם שבירה מזכוכית המשולב בקצה הסיבים שאיפשר לנו למדוד את ריכוז הממיסים האורגניים. המדידה הזו מאתגרת עבור חיישנים המבוססים על פולימרים בשל מידת הקורוזיביות של הממיסים", אומר לאי.
"המבנים האלה כל כך קטנים שאפשר להתאים 1,000 מהם על פני השטח של גרגר חול, שזה בערך בגודל של חיישנים שנמצאים בשימוש היום", אומר שותף למחקר, פו-האן הואנג.
החוקרים גם הדגימו טכניקה להדפסת ננוגרטינגים, דפוסים קטנים במיוחד שנחרטו על משטחים בקנה מידה ננומטרי. אלה משמשים לתמרן אור בדרכים מדויקות ויש להם יישומים פוטנציאליים בתקשורת קוונטית.
גילפאסון אומר שהיכולת להדפיס בתלת מימד מבני זכוכית שרירותיים ישירות על קצה הסיבים פותחת גבולות חדשים בפוטוניקה. "על ידי גישור על הפער בין הדפסת תלת מימד לפוטוניקה, ההשלכות של המחקר הזה הן מרחיקות לכת, עם יישומים פוטנציאליים במכשירים מיקרופלואידיים, מדי תאוצה MEMS ופולטי קוונטים משולבים בסיבים", הוא אומר.
המחקר מומן על ידי ה-Sweden Taiwan Research Projects 2019 והקרן השוודית למחקר אסטרטגי.
