Schweizer Forscher verwenden 3D-Druck und Galvanik zur Strahlenteilung von Molekülen

Ein Team von Wissenschaftlern der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) hat ein neuartiges Gerät entwickelt, das 3D-Druck und Galvanik (Elektroplattierung) kombiniert, um Strahlen von Molekülen zu teilen.

Bei der Strahlenteilung werden Hochspannungselektroden verwendet, um die Bewegung der Moleküle im Vakuum zu kontrollieren. Eine von Sean Gordon und Andreas Osterwalder am EPFL-Institut für Chemische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften entwickelte, neue Molekülspaltungstechnologie bietet eine vorteilhafte Alternative zu bestehenden Strahlteilungsgeräten. Die Herstellungsmethode verwendet 3D-Druck und Galvanisierung um komplexere Formen zu produzieren und beschleunigt die Produktionsraten um das 50- bis 100-fache.

Die EPFL-Wissenschaftler waren in der Lage, Elektroden erfolgreich mit 3D-gedruckten Kunststoffteilen und Galvanisierung zu bauen. Galvanisierung ist eine Technik, die ein leitfähiges Material mit Metall beschichtet. Es wird häufig in verschiedenen Branchen wie Mode, Schmuck, Sanitär und Automobilindustrie verwendet, doch bis jetzt noch nie für wissenschaftliche Zwecke.

“Die Technik beginnt mit dem 3D-Drucken eines Kunststoffstückes und gruppiert dann eine 10 μm dicke Metallschicht darauf”, heißt es in der Pressemitteilung. “Um die bedruckten Plastikstücke leitend zu machen und so galvanisch zugänglich zu machen, wurden sie zunächst durch ein spezielles Verfahren, das von der Firma Galvotec bei Zürich entwickelt wurde, vorbehandelt. Sobald die erste leitfähige Schicht aufgebracht war, konnten die Stücke so behandelt werden, als wären sie metallisch. Der erste Schritt kann selektiv auf bestimmte Bereiche des Druckstücks angewendet werden, so dass die endgültige Vorrichtung einige Bereiche enthält, die metallisch und leitfähig sind, während andere isolierend bleiben. “

Die Wissenschaftler waren in der Lage, zwei elektrisch unabhängige Hochspannungselektroden aus einem einzigen Kunststoffstück mit der richtigen Geometrie zur Strahlteilung herzustellen. Die innovative Technik erlaubt es, aus einer Vielzahl unterschiedlicher Beschichtungsmetalle zu wählen. Dies erzeugt eine hochwertige Oberflächen, ohne Kratzer, Vertiefungen oder Abrieb was für die molekulare Strahlteilung besonders wichtig ist

Die neue Methode bietet zusätzlich eine Reihe von Vorteilen gegenüber bestehender molekularer Strahlteilungs-Techniken. Sein spart drastisch Kosten und sorgt für eine wesentlich schnellere Produktionszeit. Während es normalerweise Monate in Anspruch nehmen würde, um die komplexen Strukturen zu produzieren, dauert es mit der 3D-Druck- / Galvanisierungsmethode nur zirka drei Tage.

Die Forscher erklärten, “Die Elektroden werden direkt von einem Computer gedruckt und benötigen keine manuelle Eingabe. Dies bedeutet, dass eine genaue Replik eines kompletten experimentellen Setups überall reproduziert werden kann, indem einfach eine Computerdatei übertragen wird. “

Die Ergebnisse der Forschung wurden in Physical Review Applied unter dem Titel „3D-Printed Beam Splitter for Polar Neutral Molecules“ veröffentlicht.