Une avancée majeure est en train de bouleverser le secteur de la micro-fabrication. Une équipe internationale de chercheurs a développé une nouvelle méthode Technologie d'impression 3D capable de combiner une précision nanométrique avec une vitesse de production jusqu'ici sans précédent. En s'appuyant sur lentilles métalliquesGrâce aux dispositifs optiques dérivés des métamatériaux, cette technologie pourrait ouvrir la voie à la fabrication industrielle de structures microscopiques complexes.
Les limites de la lithographie biphotonique
Jusqu’à présent, la référence en matière d’impression 3D de très haute précision était la lithographie biphotonique. Cette technique permet de créer des structures avec des détails de quelques dizaines de nanomètres, mais au prix d'une extrême lenteur. Confinée aux laboratoires, la lithographie biphotonique reste inadaptée à toute production à grande échelle.
Chaque pièce d'échecs imprimée ici en 3D à l'aide de lentilles métalliques ne mesure que 100 micromètres de large.
Quand les lentilles métalliques transforment la lumière
La nouveauté repose ici sur l’utilisation de metallents (lentilles), des optiques plates composées de nanostructures capables de manipuler la lumière avec une précision sans précédent. Contrairement aux lentilles conventionnelles, les lentilles métalliques focalisent les faisceaux laser sans aberration tout en permettant plusieurs points d'impression simultanés.
Des milliers d'imprimantes microscopiques en parallèle
Les chercheurs ont ainsi conçu des matrices comprenant jusqu'à plus de 120 000 métalenses, chacune agissant comme une mini-imprimante 3D indépendante. Le résultat est des surfaces d'impression beaucoup plus grandes et un débit allant jusqu'à 120 millions de voxels par seconde, environ mille fois plus rapide que les systèmes actuels.
Comme on peut l'imaginer, les perspectives sont considérables. Cette technologie pourrait être utilisée pour produire des nanoparticules destinées à l’administration ciblée de médicaments ou des composants ultra-précis utilisés dans la recherche sur la fusion nucléaire. A terme, les scientifiques estiment qu'avec un équipement industriel standard, la vitesse pourrait être multipliée par cent, ce qui rapprocherait définitivement l'impression 3D nanométrique du monde industriel.
