Forscher einer renommierten Institution haben kürzlich eine innovative Fertigungstechnik zur Herstellung von Metallbauteilen im Nanomaßstab vorgestellt. Diese hochmoderne, in einem Labor entwickelte Methode ermöglicht das Drucken von Miniaturmetallteilen mit einer Größe von etwa 150 Nanometern – etwa tausendmal kleiner als die bisherige Möglichkeit. Diese Komponenten weisen eine drei- bis fünfmal höhere Festigkeit auf als ähnlich große Strukturen mit geordneterer Atomanordnung.
Das neue Verfahren beginnt mit der Herstellung einer lichtempfindlichen „Mischung“, die aus einem wasserbasierten Gel-Polymer besteht, das ein Vielfaches seines Gewichts an Wasser absorbieren kann. Durch selektives Aushärten dieser Mischung mittels Laser entsteht ein dreidimensionales Gerüst, das die gewünschte Form des Metallobjekts widerspiegelt. In dieser Studie hatten die Objekte die Form einer Anordnung winziger Säulen und Gitterstrukturen im Nanomaßstab.
Anschließend wird ein Teil des wasserbasierten Gels in eine wässrige Lösung mit Nickelionen injiziert. Sobald die Komponenten mit Metallionen gesättigt sind, werden sie einem thermischen Behandlungsprozess unterzogen, bis das wasserbasierte Gel vollständig verbrannt ist und die Teile ihre ursprüngliche Form behalten, jetzt jedoch vollständig aus oxidierten Metallionen bestehen. Durch einen chemischen Prozess werden die Sauerstoffatome aus den Teilen entfernt und das Metalloxid wieder in seine metallische Form umgewandelt.
Diese bedeutende Leistung wurde im Labor eines angesehenen Experten auf den Gebieten Materialwissenschaften, Mechanik und biomedizinische Technik durchgeführt. Die Forschung wurde vom US-Energieministerium mit Unterstützung des Kavli Nanoscience Institute der Fletcher Jones Foundation finanziert.
