新型便攜3D打印機用芯片引導光束

想象一下，你能隨身攜帶一臺3D打印機，快速創建一些低成本物體，比如緊固自行車車輪或關鍵醫療手術所需的零件等。美國麻省理工學院（MIT）和得克薩斯大學奧斯汀分校科學家結合硅光子學和光化學技術，成功研制出首臺基于芯片的3D打印機，向實現上述想法邁出關鍵一步。相關論文發表于最新一期《光：科學&應用》雜志。

基于芯片的3D打印機概念圖。

論文資深作者、MIT電氣工程與計算機科學系教授耶萊娜·納托拉斯表示，其團隊此前已開發出集成光學相控陣系統，借助一系列置于芯片上的微型天線來控制光束，讓光束向特定方向移動。研究團隊欲探索這種設備是否可用于制造基于芯片的3D打印機。與此同時，得克薩斯大學奧斯汀分校的研究團隊首次展示了借助可見光快速固化的專用樹脂。兩個團隊一拍即合，首臺基于芯片的3D打印機應運而生。

該3D打印機原型由一個包含160納米厚光學天線陣列的單光子芯片組成，整個芯片可置于一枚硬幣上。該芯片能向合成樹脂阱發射可重新配置的光束。當光束照射其上時，合成樹脂阱會固化成固體形狀，在幾秒鐘內即可完全成型。

研究團隊指出，這種便攜式3D打印機有望在多個領域得到應用。例如，臨床醫生能為患者量身定制醫療設備，工程師能在工作現場快速制作零件原型等。