Vědci z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity vyvinuli unikátní metodu pro tisk kovu z nanočástic, která dovoluje kombinovat slinuté a nanočásticové struktury v rámci jednoho výrobku. Aditivní technologie výroby se na makro škále osvědčila pro rychlé prototypování a vývoj na míru či přípravu porézních struktur. Technologie tisku kovu na rozhraní mikro a nano-škály otevírá možnosti uplatnění například v elektronice, optice a lékařství – stačí si představit implantát na míru, který obsahuje natištěné vodiče a senzory.

Standardní technologie tisku kovu pomocí laserového spékání využívají zrna o velikosti desítek až stovek mikrometrů, tedy zhruba tloušťky lidského vlasu, na substrát se dopravují mechanicky a teplota spékání bývá blízko bodu tání materiálu, což přirozeně limituje rozlišení tisku. Tyto limity lze překonat použitím menších zrn – nanočástic. Ale jak takové nanočástice vyrobit a zároveň je rovnoměrně nanést na podložku? Jak zabránit jejich oxidaci?

Tým vědců ukázal, že to možné je, a to pomocí kombinace selektivního laserového spékání a plynné agregace nanočástic. Vyvinutá technologie byla otestována na tisku mikrozrcátek, mikrodrátků tvořených nanočásticemi či slitým kovem nebo tisku loga Technologické agentury České republiky jako poděkování za financování výzkumu. Vědci doufají, že v budoucnu technologie pomůže prototypovat senzory a flexibilní elektroniku, zejména pro zdravotnictví.

Unikátní zařízení a metoda vznikla ve spolupráci Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity, konkrétně Katedry fyziky (Laboratoř fyziky nanomateriálů pod vedením Jiřího Kratochvíla), Katedry chemie (Laboratoř spektroskopie jednotlivých molekul pod vedením Tomáše Fessla) a Akademie věd (Laboratoř elektronové mikroskopie pod vedením Marie Vancové). Hlavním autorem řešení je pan dr. Jiří Kratochvíl, který je v současné době na své postdoktorandské stáži na univerzitě v Oxfordu. 

Technologie byla vybrána do finále národní soutěže Transfera Technology Day 2023, byla patentována a byla publikována v prestižním vědeckém časopise Nano Letters, nakladatelství American Chemical Society, přičemž ji redakce vybrala na přední obálku vydání tohoto periodika. (https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.4c03131).

Ve spolupráci s Kanceláří transferu technologií je jednáno s firmou Robert Bosch, která o toto řešení projevila zájem.