Ứng dụng tia hồng ngoại để in các vật thể 3D bằng polymer

Theo tạp chí Scientific Reports, các nhà khoa học Nga đã phát triển một công nghệ mới để tạo ra các vật thể 3D bằng chất dẻo nhạy sáng (photopolymer) với các hạt nano. Ta có thể thu được các cấu trúc rắn với bất kỳ hình dạng nào bằng cách dùng ánh sáng hồng ngoại cường độ thấp. Thành tựu mới này sẽhữu ích trong y sinh học, trong lĩnh vực chế tạo vật liệu mới, hologram, điện tử vi mô và quang điện tử, chế tạo pin quang học, ghi và lưu trữ dữ liệu…

Các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ mới cho phép tạo ra các cấu trúc hình khối bằng cách kích hoạt phản ứng quang polymer hóa bằng ánh sáng hồng ngoại cường độ thấp. Nhờ vậy, họ đã tạo ra các cấu trúc 3D có kích thước từ vài centimetđến vài micromet (tương đương độ dày của sợi tóc người). Quang polimer hóa là chiếu xạ polymer bằng ánh sáng cực tím, tức là bức xạ có năng lượng lớn hơn ánh sáng nhìn thấy, nhưng ít hơn trong tia X. Nguyên tắc này quen thuộc với nhiều nha sĩ khi được sử dụng để tạo ra răng giả hiện đại nhất bằng chất dẻo nhạy sáng. Công nghệ mới cho phép tạo ra cấu trúc vững chắc với sự trợ giúp của bức xạ hồng ngoại.

Các nhà khoa học đã có thể đạt được điều này bằng cách dùng các hạt nano chuyên dụng với đặc tính độc đáo là hấp thụ một số photon với năng lượng thấp, nhưng lại phát ra một photon có năng lượng cao hơn, cho phép biến đổi bức xạ hồng ngoại thành bức xạ với năng lượng cao hơn, tức bức xạ cực tím và cuối cùng kích hoạt quá trình quang polymer hóa.

Với việc chế tạo thành công thiết bị thử nghiệm để tạo ra các cấu trúc 3D bằng polymer, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công nghệ này có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật, công nghiệp và đặc biệt là y tế khi có thể thay thế các cơ và mô tổn thương bằng vật liệu polymer.

Vũ Trung Hương