Здесь ключевое слово - "сухая". Чтобы оценить новый метод, напомним, что все современные принтеры применяют "мокрую" печать. А это для технологов головная боль, так как надо задействовать несколько отдельных операций. Вначале нанопорошок "замешивается" в растворителе, куда добавляются антикоагулянты, чтобы наночастицы не выпали в осадок. Когда такими "чернилами" вы напечатаете изделие, его надо высушить и провести термообработку. Для каждой операции требуется своя специальная установка.
Российские ученые сумели не только заменить "мокрую" печать на "сухую", но и объединить в одном приборе все четыре процесса. "Первый - получение наночастиц, второй - спекание их лазером в потоке газа для придания сферической формы, третий - фокусировка с осаждением на подложку, четвертый - спекание лазером в конечное изделие, например конденсатор, - объясняет замруководителя проекта Владислав Борисов.
Сухая печать в разы сокращает время изготовления, а также повышает эффективность. Кроме того, ее параметры можно оперативно изменять, что делает принтер универсальным инструментом. По словам авторов, сфера его применения самая широкая. Это не только микроэлектроника, фотоника, оптоэлектроника, но и криминалистика, фармацевтика и даже реставрационные исследования произведений искусства. Дело в том, что принтер может напечатать "усилители" света, позволяющие обнаруживать самые незначительные следы вещества при исследовании образцов методом рамановской спектроскопии.
На создание этой уникальной установки ученым потребовалось более девяти лет. Кто при нынешней системе грантов, которые выделяются максимум на три года, мог профинансировать эту довольно утопическую по тем временам идею?
- У нас вначале вообще не было даже мысли создавать "сухой" принтер, - рассказывает Борисов. - Изначально коллектив специализировался на создании нанопорошков. В основном это была исследовательская работа, что называется, в "колбе". Постепенно стало понятно, что у нее есть перспектива. Мы начали выигрывать гранты на поддержку фундаментальных исследований, а через несколько лет родилась эта идея - сделать принтер сухой печати. Когда узнали, что таких в мире нет, азарта прибавилось.
Конечно, за эти годы у коллектива было немало и тупиков, и прорывов. По словам Борисова, особенно долго "возились" с лазерным спеканием. После проверки нескольких вариантов стало понятно, нужна совсем другая, более мощная техника.
Ознакомившись с проектом, минобрнауки России профинансировало опытно-конструкторские работы. К созданию подключились ученые МВТУ им. Баумана, Университета "Станкин", Института электрофизики Уральского отделения РАН. Через два года опытный образец был готов. Впереди тестирование, государственные испытания, а в случае успеха запуск в серийное производство. На установку выдано несколько патентов.
Физики МГУ разработали сенсоры для выявления на пальцах даже минимальных следов наркотиков и взрывчатых веществ. Прибор определяет их по характерным пикам в спектре, полученном методом комбинационного (Рамановского) рассеяния света. По сравнению с используемыми сейчас на таможне системами созданный физиками датчик в два раза легче, а его размер меньше минимум в 10 раз. Он может существенно повысить эффективность мер по борьбе с незаконным оборотом наркотиков и предотвращению террористических угроз.