Напечатать будущее
Напечатать будущее
Технологии цифровой печати как двумерных (2D), так и трёхмерных (3D) объектов стремительно развиваются во всём мире. О том, какие работы в этом направлении ведутся в Институте физики полупроводников СО РАН, рассказывает заведующий лабораторией физики и технологии трёхмерных наноструктур доктор физматнаук профессор Виктор ПРИНЦ.
Технологии 3D-печати находятся на стадии развития: их не всегда можно использовать для создания предметов в промышленных масштабах, хотя уже сегодня некоторые компании производят с их помощью, например, детали для самолётов. Учёным 3D-печать даёт возможность быстрого прототипирования: до мелочей проработать нужный объект и посмотреть, как он будет выглядеть в реальности.
– В сфере 2D- и 3D-печати наша страна отстаёт на 10-15 лет, и в будущем это непременно скажется на состоянии экономики, – уверен Виктор Яковлевич. – По прогнозам, влияние технологии 3D-печати на мировой ВВП может к 2025 году достичь 550 млрд долларов. Россия планирует занять 2% этого рынка – очень небольшая цифра, но даже этот показатель, по-видимому, недостижим. Сегодня у нашей лаборатории практически нет конкурентов в стране: мы взяли на себя задачу разработать новые методы, которые позволили бы с помощью технологии 2D- и 3D-печати массово делать уникальные структуры, материалы, приборы для нанофотоники, микрооптики, микро-наноэлектроники, например, метаматериалы – искусственные материалы, свойства которых (акустические, электромагнитные, механические, сейсмические и др.) конструируются на микро- и наноуровне.
Лаборатория физики и технологии трёхмерных наноструктур Института физики полупроводников СО РАН сейчас работает на гранты Российского научного фонда. Финансирование каждого из проектов, посвящённого 2D- и 3D-печати, 5 млн рублей в год на 10 участников (половина из которых – аспиранты и младшие научные сотрудники). По сравнению с другими грантами это большие деньги, позволяющие исследователям покупать необходимое оборудование.
– 3D-печать в микро- и нанообласти – мировая проблема, и она требует новых методов, которые позволят массово создавать не отдельные трёхмерные объекты, а их массивы на большой площади. Разработка технологий на стыке 3D- и 2D-печати усиливает их возможности – именно этим мы занимаемся у себя в лаборатории: предлагаем новые методы, разрабатываем новые материалы для принтеров, – рассказывает Виктор Принц. – Например, наша технология сворачивания, признанная в мире, позволяет формировать нанотрубки – основу наношприцов. Благодаря атомноострым стенкам и тонким краям шприц проникает в клетку, не разрушая её, – это может быть полезно для разных медицинских и медикобиологических задач. 3D-печать формирует дополнительные элементы для системы инъекций.
Одно из самых востребованных направлений – разработка терагерцовых метаматериалов. ТГц-излучение представляет интерес для медицинской диагностики и визуализации (например, раковых клеток), терагерцовые спектры несут информацию о структуре сложных биологических комплексов, позволяют идентифицировать биоорганические вещества, взрывчатые вещества в системах безопасности и т.д. Проблема в том, что природные материалы, способные управлять этим излучением, отсутствуют, однако специалисты ИФП СО РАН сами их разработали и напечатали.
– Микрорезонаторы в них имеют сложную форму, которую можно создать только с помощью 3D-печати, – отмечает учёный. – Мы также занимаемся ростом графена – это направление чрезвычайно важно, хотя в России не развито. Графен и чернила на его основе используются для формирования с помощью 2D- и 3D-печати элементов электроники и сенсоров.
По информации «Науки в Сибири»
Комментарии