تیمی از محققان MIT و دانشگاه تگزاس موفق شدن برای اولین بار یه پرینتر سه‌بعدی غیر مکانیکی فقط با یک چیپ نوری بسازن, بدون هیچ قطعه مکانیکی، بدون پلتفرم، بدون موتور، و حتی بدون حرکت.

توی سیستم‌های مرسوم چاپ سه‌بعدی، پرینت معمولاً به‌صورت لایه‌به‌لایه و با کمک سیستم‌های مکانیکی انجام می‌شه. مثلاً یا فیلامنت داغ از نازل خارج می‌شه یا نور لیزر با دقت بالا به رزین برخورد می‌کنه تا اون رو خشک کنه. ولی همه این سیستم‌ها نیاز به قطعاتی مثل پلتفرم متحرک، موتور، و سیستم‌های هدایت نور دارن که بزرگ، گرون و پیچیده‌ان.

کاری که این تیم انجام داده، یه جور انقلاب توی مقیاس و شیوه‌ی چاپه. اون‌ها از یه چیپ فوتونیک استفاده کردن که خودش می‌تونه نور مرئی رو به صورت هولوگرام سه‌بعدی با دقت خیلی بالا ایجاد کنه. این نور توی یه محفظه کوچیک از رزینی که مخصوص نور قرمز طراحی شده تابیده می‌شه، و اونجاست که ماده از حالت مایع به جامد درمیاد.

رزینی که استفاده شده، بر خلاف رزین‌های رایج که با نور UV فعال می‌شن، با نور قرمز ۶۳۷ نانومتر فعال می‌شه. این خیلی مهمه چون چیپ‌های فوتونیک به طور طبیعی توی محدوده نور مرئی و مادون‌قرمز بهتر کار می‌کنن. بنابراین برای اینکه این دو با هم سازگار باشن، محقق‌ها یه رزین جدید ساختن که خیلی سریع و دقیق با نور قرمز خشک می‌شه.

نتیجه‌ی این ترکیب یه چاپگر سه‌بعدی فوق‌العاده جمع‌وجوره. اندازه‌ی خود چیپ در حد میلی‌متره، بدون هیچ قطعه‌ای که نیاز به حرکت داشته باشه. یعنی فقط با کنترل الکترونیکی نور از داخل چیپ، می‌تونی شکل‌هایی رو توی رزین ایجاد کرد.

برای اثبات ایده‌شون، اول اومدن یه نقطه کوچیک (به اسم voxel) رو پرینت کردن که اندازه‌ش کمتر از یه میلی‌متره. بعد از اون تونستن یه خط کامل پرینت کنن، اونم بدون حرکت پلتفرم یا نازل. در نهایت، یه الگوی دوبعدی طراحی کردن (لوگوی MIT) و اونم موفقیت‌آمیز پرینت شد.

این تکنولوژی تازه شروع ماجراست. چون تراشه از نوع phased array هست، می‌شه با تغییر فاز نور توی هر المنت، نور رو به سمت دلخواه هدایت کرد،دقیق، سریع و بدون هیچ سروصدایی. همین باعث شده حتی بتونن طرح‌های دو‌بعدی پیچیده رو با دقت چاپ کنن.

پتانسیل این تکنولوژی فوق‌العاده بالاست. چون چاپگرهای سه‌بعدی رو از دستگاه‌های سنگین و دست‌وپاگیر تبدیل می‌کنه به ابزارهای جیبی مثل پرینترهای حرارتی و جوهر افشانی جیبی که این روزها خیلی متداوله و حتی توی کاربردهای خونگی هم استفاده می‌شه.

اصل مقاله رو می‌تونید تو لینک زیر پیدا کنید:
https://www.nature.com/articles/s41377-024-01478-2