佐治亚理工学院的一组研究人员通过一种名为超发光光投影的新技术开发了一种可扩展打印金属纳米结构的系统。该技术的发明者
Sourabh Saha博士和Jungho Choi提交了纳米级打印的专利申请。
如今，现有的纳米级打印技术的成本阻碍了它们的广泛使用和可扩展性。目前用于打印复杂 2D 和 3D 结构的基于飞秒激光的技术速度慢且价格昂贵，并且对于中小批量制造应用来说往往负担不起。这些高强度飞秒激光器可以克服光学衍射极限，但成本高昂。目前的技术还受到缓慢的顺序打印机制的限制。需要一种替代的基于光的打印系统，该系统可以消除昂贵的激光，同时实现聚合物和金属的精确、详细的纳米级打印。
具有成本效益的纳米打印的潜在应用包括纳米级图案化金属薄膜，它们是纳米器件和应用中的重要组件，例如高密度印刷电子中的电气互连、用于生物传感和光学调制的基于等离子体的超材料以及微机电系统。
佐治亚理工学院开发的SLP系统为纳米级打印工艺提供了几个优势：更低的成本、更高的速度和更精细的分辨率。光源是一种超发光二极管，比目前使用的激光器便宜 100 倍，从而使印刷成本总体降低 10-50 倍。利用超发光光投影的特定效果，可以创建具有最小斑点图案的锐利边缘图像，从而在聚合物和金属基薄膜上产生高分辨率的图像和结构。
而且，通过实施并行写入机制，该系统显著提高了吞吐速度，比现有的金属打印方法快 100 倍，比现有的聚合物打印方法快 4 倍。这些优势为各种工业需求创造了一个易于扩展的系统，并使纳米级打印成为更大制造受众的可行资源。
所提出的解决方案具有几个优点。首先，它具有成本效益，利用现成的SLED，比通常采用的飞秒激光器便宜得多，从而大大降低了纳米级打印费用。其次，由于其并行写入系统，它拥有更高的速度，可实现更快的吞吐率，尤其是在金属打印中，与现有技术相比，它的速度至少快 100 倍，聚合物打印的速度至少快 4 倍。第三，与其他纳米级打印方法不同，它通过适应聚合物和金属打印来提供灵活性。此外，它还具有可扩展性，具有更低的照明成本、更高的打印速度以及层堆叠以创建 3D 结构的潜力，使其适用于不同的制造环境。最后，由于使用了具有超发光光的高数值孔径油浸透镜，它提供了卓越的分辨率，从而增强了斜光的捕获，从而提高了打印分辨率。
该解决方案的潜在商业应用是多种多样且前景广阔的。它们包括用于量子器件的微光学器件，它们可以通过提高量子技术的性能来彻底改变各个领域。平面光学和光子量子器件的超光子学应用为先进光学系统提供了新的途径。此外，该解决方案可能有助于生产用于光导芯片的印刷结构，这是自动驾驶汽车中使用的激光雷达系统等技术的关键组件，从而有助于自动驾驶汽车技术的进步。此外，该技术还可用于开发用于生物医学和药物输送应用的微流控芯片和微型机器人，从而在微观尺度上实现精确和高效的输送机制。此外，它在印刷电子领域具有广阔的前景，有助于制造具有复杂设计和功能的电子元件。最后，印刷电池代表了另一个潜在的应用，为各种设备和系统提供可定制和紧凑的电源解决方案。总体而言，该解决方案的多功能性为各行各业开辟了众多商业机会。
