3D Nano Printing là gì?
Trong ngành công nghiệp nano và nghiên cứu cấp độ nano, công nghệ nano đang không ngừng phát triển và có xu hướng tăng trưởng ngày càng mạnh. Vào năm 2025, thị trường toàn cầu có giá trị khoảng 104,88–209,88 tỷ USD, nhờ vào các khoản đầu tư vào đổi mới sức khỏe, điện tử và khoa học vật liệu. Điều này đã thúc đẩy sự ra đời của nhiều công nghệ và công cụ cấp độ nano, bao gồm 3D Nano Printing — công nghệ sản xuất các chi tiết có cấu trúc phức tạp ở cấp độ nanomet (lên đến 100 nm) với độ chính xác và độ chi tiết rất cao, vượt trội hơn in 3D thông thường hàng nghìn lần.
Vậy thì 3D Nano Printing hoạt động như thế nào? Vật liệu nào được sử dụng trong công nghệ này? Và ứng dụng của nó là gì? Chúng tôi tại Hong Kong NTI, nhà cung cấp và phân phối thiết bị đo lường cấp độ micro và nano, sẽ giải đáp những câu hỏi này.
3D Nano Printing là gì?
3D Nano Printing, hay in 3 chiều cấp độ nano, là công nghệ sản xuất tạo ra các sản phẩm in 3D ở cấp độ nanomet (1–100 nanomet). Công nghệ này có thể tạo ra các cấu trúc hoặc chi tiết với độ chi tiết cực kỳ nhỏ ở cấp độ phân tử hoặc nguyên tử, phục vụ cho công nghệ kỹ thuật, y tế và điện tử — đạt được mức độ phân giải cao nhất mà các phương pháp sản xuất truyền thống không thể đạt được.
Nguyên lý hoạt động của 3D Nano Printing
Công nghệ cốt lõi được chấp nhận rộng rãi, được nghiên cứu nhiều nhất và phổ biến nhất hiện nay là Two-Photon Polymerization (2PP), hay còn gọi là nguyên lý hấp thụ hai photon.
Quy trình hoạt động như sau:
- Chuẩn bị vật liệu: Bắt đầu bằng cách nhỏ nhựa nhạy sáng (Photoresist) dạng lỏng lên đế.
- Bắn laser: Máy bắn tia laser femto giây (Femtosecond Laser) với bước sóng cụ thể vào trong vật liệu.
- Điểm tiêu cự (Focal Point): Đặc điểm kỳ diệu của 2PP là nhựa nhạy sáng không đóng rắn dọc theo toàn bộ đường đi của laser, mà chỉ đóng rắn tại điểm tiêu cự laser (Voxel), có kích thước cấp độ nanomet.
- Vẽ cấu trúc: Laser được điều khiển di chuyển theo các mẫu 3D để "ở vẽ" cấu trúc mong muốn trong giọt chất lỏng.
- RỚ cấu trúc: Sau khi vẽ xong, chi tiết được rỚ sạch nhựa nhạy sáng không tiếp xúc laser, chỉ để lại cấu trúc rắn mong muốn.
Vật liệu sử dụng trong công nghệ 3D Nano Printing
Vật liệu sử dụng trong công nghệ 3D Nano Printing phải có các tính chất đặc biệt để phản ứng với laser hoặc phản ứng với các tác nhân nhạy sáng, chẳng hạn như:
- Polymer và nhựa: Vật liệu cơ bản cho các ứng dụng 3D Nano Printing, được dùng làm cấu trúc chung và cũng làm khuôn mẫu.
- Hydrogel: Vật liệu có hàm lượng nước cao, phù hợp cho các ứng dụng sinh học.
- Gốm sứ (Ceramic): Dưới dạng polymer tiền gốm (pre-ceramic polymers), cho phép tạo ra các chi tiết chịu hoá chất và nhiệt độ cao.
- Vật liệu composite kim loại: Chẳng hạn nhựa trộn với hạt kim loại. Sau khi hoàn thành quy trình sẽ thu được cấu trúc kim loại dẫn điện.
Lợi ích và ứng dụng của 3D Nano Printing
Công nghệ 3D Nano Printing đóng vai trò như một cánh cổng dẫn đến các ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Lợi ích chính bao gồm khả năng tạo ra các cấu trúc nhỏ phức tạp mà trước đây là điều không thể thực hiện với các phương pháp cũ, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả năng lượng. Các ứng dụng bao gồm vi chip sinh học, kỹ thuật y tế và sinh học, vi điện tử, tấm pin mặt trời, cảm biến ô tô, ngành màn hình, truyền thông quang học, và thiết bị đeo — cũng như hỗ trợ ngành hàng không vũ trụ và ô tô sản xuất các bộ phận nhẹ nhưng có độ bền cao.
NANOSHAPE 3D PRINT
NanoShape 3D Print là công nghệ in 3D có độ chính xác cao cấp độ nano, có thể in các cấu trúc độ phân giải thể tích nhỏ đến 100–200 nanomet. Nguyên lý hoạt động dựa trên hấp thụ hai photon, bắn laser Femto giây hoặc Pico giây vào nhựa nhạy sáng. Nhựa đóng rắn chỉ tại điểm tiêu cự nơi cường độ ánh sáng cao nhất, cho phép tạo ra các cấu trúc 3D phức tạp và chính xác cao.
Có thể ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: bán dẫn, điện tử và truyền thông, y tế và sinh học, năng lượng và môi trường, và ngành màn hình.
Các dòng máy in:
- Dòng Enhance: Máy tiêu chuẩn, sử dụng laser 532nm, độ phân giải 200nm.
- Dòng Excellent: Máy hiệu suất cao với khả năng tương thích rộng hơn.
- Dòng Hybrid: Máy cao cấp nhất, sử dụng laser 520nm (Pulse 250fs), độ phân giải lên đến 100nm, tích hợp chức năng Đo lường 3D và hỗ trợ Polyjet Print.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ chúng tôi tại:
725 Toà nhà S-Metro, Tầng 20, Đường Sukhumvit, Klongtoei Nua, Wattana, Bangkok
Điện thoại: 02-821-5278
Email: info@hknti.com
Line: https://line.me/R/ti/p/@816txpya
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/nanotechnology-market
https://nanohelp.eu/nanotechnology-market-outlook-2025-trends-innovations-and-investment-insights/
