佐治亚理工学院的研究人员已经开发出一种基于光的打印纳米金属结构的方法，这种方法比目前可用的任何技术都要快得多，也便宜得多。这是一个可扩展的解决方案，可以改变一个长期依赖于昂贵和缓慢的技术的科学领域。这一突破有可能使新技术走出实验室，走向世界。
许多领域的技术进步依赖于打印纳米级金属结构的能力，纳米级比人类头发的宽度小几百倍。乔治·w·伍德拉夫机械工程学院的助理教授苏拉布·萨哈(Sourabh Saha)和萨哈实验室的博士生Jungho Choi开发了一种打印金属纳米结构的技术，比目前的传统方法快480倍，便宜35倍。
他们的研究发表在《先进材料》杂志上。
在纳米尺度上打印金属——一种被称为纳米图案的技术——允许创造具有有趣功能的独特结构。它对许多技术的发展至关重要，包括电子设备、太阳能转换、传感器和其他系统。
人们普遍认为，纳米级印刷需要高强度光源。但这种被称为飞秒激光器的工具，可能要花费高达50万美元，对大多数研究实验室和小型企业来说太贵了。
萨哈说:“作为一个科学界，我们没有能力快速、经济地制造足够多的这些纳米材料，这就是为什么有前途的技术往往局限于实验室，而不能转化为现实世界的应用。”
“我们想回答的问题是，‘我们真的需要高强度飞秒激光来进行纳米级打印吗?’”我们的假设是，我们不需要光源来获得我们想要的打印类型。”
他们寻找一种低成本、低强度的光，这种光可以以类似飞秒激光的方式聚焦，并选择了超发光二极管(SLEDs)作为其商业可用性。sled发射的光比飞秒激光器的光强十亿分之一。
Saha和Choi设计了一种将数字图像转换为光学图像并显示在玻璃表面上的系统，开始创造一种原创的投影式印刷技术。该系统的工作原理与数字放映机类似，但产生的图像聚焦更加清晰。他们利用超发光光的独特特性，以最小的缺陷产生锐利聚焦的图像。
然后，他们开发了一种由金属盐组成的透明墨水溶液，并添加了其他化学物质，以确保液体能够吸收光线。当他们的投影系统发出的光照射到溶液上时，就会引起化学反应，将盐溶液转化为金属。金属纳米颗粒附着在玻璃表面，金属颗粒的聚集形成了纳米结构。因为这是一种投影式打印，它可以一次打印整个结构，而不是逐点打印，这使得打印速度快得多。
在测试了这项技术之后，他们发现即使在低强度的光下，投影式的纳米级打印也是可能的，但前提是图像必须是锐利聚焦的。Saha和Choi认为，研究人员可以很容易地使用商用硬件复制他们的工作。与昂贵的飞秒激光器不同，Saha和Choi在他们的打印机中使用的SLED激光器价格约为3000美元。
他说:“目前，只有顶尖大学才能获得这些昂贵的技术，即使这样，它们也位于共享设施中，并不总是可用的。”“我们希望普及纳米级3D打印的能力，我们希望我们的研究能为更多人以低成本获得这种工艺打开大门。”
研究人员表示，他们的技术对电子、光学和等离子体领域的工作人员特别有用，这些领域都需要各种复杂的金属纳米结构。
萨哈说:“我认为，在致力于微型结构制造的科学界，成本和速度的指标被大大低估了。”
“在现实世界中，当涉及到将实验室的发现转化为工业时，这些指标非常重要。只有当我们拥有考虑到这些指标的制造技术时，我们才能充分利用纳米技术来实现社会效益。”