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首頁(yè) > 資訊中心新型納米金屬青島3D打印技術(shù)？這個(gè)科學(xué)了新突破
發(fā)布時(shí)間：2023-05-23
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青島3D打印技術(shù)，用于制造超小型金屬物體。 使用這種技術(shù)，研究人員的目標(biāo)是大幅增加電池電極的表面積，以大幅減少充電時(shí)間。
化學(xué)家 Liaisan Khasanova 用了不到一分鐘的時(shí)間就將一根普通的二氧化硅玻璃管變成了非常特殊的3D打印機(jī)的打印噴嘴。 化學(xué)家將只有一毫米厚的毛細(xì)管插入藍(lán)色裝置中，關(guān)閉翻蓋并按下按鈕。 幾秒鐘后，會(huì)發(fā)出一聲巨響，噴嘴就可以使用了。
“設(shè)備內(nèi)部的激光束加熱管子并將其分開。然后我們突然增加拉伸力，這樣玻璃就會(huì)在中間破裂，形成一個(gè)非常鋒利的尖端，”正在電化學(xué)納米技術(shù)小組攻讀化學(xué)博士學(xué)位的Khasanova解釋說。
Khasanova 和她的同事需要微型噴嘴來打印極其微小的三維金屬結(jié)構(gòu)。 這意味著噴嘴的開口必須同樣微小——在某些情況下小到只有一個(gè)分子可以擠出。 “我們正在努力將3D打印技術(shù)發(fā)揮到極致，”化學(xué)研究所初級(jí)研究小組的負(fù)責(zé)人 Dmitry Momotenko 博士說。 “我們想要一個(gè)原子一個(gè)原子地組裝物體。”
“金屬是完美的解決方案”
這位化學(xué)家解釋說，納米級(jí)3D打印——換句話說，3D 打印尺寸僅為十億分之一米的物體——帶來了驚人的機(jī)會(huì)。 特別是對(duì)于金屬物體，他可以設(shè)想在微電子、納米機(jī)器人、傳感器和電池技術(shù)等領(lǐng)域的眾多應(yīng)用。 “這些領(lǐng)域的各種應(yīng)用都需要導(dǎo)電材料，因此金屬是完美的解決方案?！?/span>
雖然塑料的3D打印已經(jīng)發(fā)展到這些納米級(jí)尺寸，但事實(shí)證明使用3D技術(shù)制造微小的金屬物體更加困難。 對(duì)于許多高級(jí)應(yīng)用來說，使用某些技術(shù)打印出的結(jié)構(gòu)仍然大了一千倍，而使用其他技術(shù)則不可能制造出具有必要純度的物體。
Momotenko 專門研究電鍍，這是電化學(xué)的一個(gè)分支，其中懸浮在鹽溶液中的金屬離子與帶負(fù)電的電極接觸。 帶正電的離子與電子結(jié)合形成中性金屬原子，沉積在電極上，形成固體層。
“液態(tài)鹽溶液變成固態(tài)金屬——我們電化學(xué)家可以非常有效地控制這一過程，”Momotenko 說。 同樣的工藝被用于更大規(guī)模的鍍鉻汽車零件和鍍金珠寶。
比平時(shí)小一點(diǎn)
然而，將其轉(zhuǎn)移到納米尺度需要相當(dāng)多的獨(dú)創(chuàng)性、努力和細(xì)心，參觀該小組位于 Wechloy 校區(qū)的小型實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了這一點(diǎn)。 正如 Momotenko 指出的那樣，該實(shí)驗(yàn)室包含三臺(tái)打印機(jī)——全部由團(tuán)隊(duì)自行構(gòu)建和編程。 與其他3D打印機(jī)一樣，它們由打印噴嘴、打印材料進(jìn)料管、控制機(jī)構(gòu)和移動(dòng)噴嘴的機(jī)械部件組成——但在這些打印機(jī)中，一切都比平常小一些。
彩色鹽水溶液通過精密的管子流入細(xì)毛細(xì)管，毛細(xì)管又包含一根發(fā)絲般細(xì)的金屬絲——陽極。 它用負(fù)極化的陰極閉合電路，這是一種比指甲還小的鍍金硅片，也是進(jìn)行印刷的表面。 當(dāng)施加電壓時(shí)，微電機(jī)和特殊晶體會(huì)瞬間變形，從而使噴嘴在所有三個(gè)空間方向上快速移動(dòng)幾分之一毫米。
不需要的振動(dòng)
由于即使是最輕微的振動(dòng)也會(huì)中斷打印過程，因此其中兩臺(tái)打印機(jī)被安置在盒子里，盒子上覆蓋著一層厚厚的深色隔音泡沫。 此外，它們擱在花崗巖板上，每個(gè)重達(dá)150公斤。 這兩項(xiàng)措施都旨在防止不必要的振動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)室中的燈也是電池供電的，因?yàn)椴遄涣麟姰a(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)干擾控制納米印刷過程所需的微小電流和電壓。
與此同時(shí)，Liaisan Khasanova 已經(jīng)為測(cè)試打印做好了一切準(zhǔn)備：打印噴嘴處于起始位置，盒子已關(guān)閉，裝有淺藍(lán)色銅溶液的小瓶連接到管子上。 她啟動(dòng)了一個(gè)啟動(dòng)打印過程的程序。 測(cè)量數(shù)據(jù)在屏幕上顯示為曲線和點(diǎn)。 這些顯示了電流的變化，并記錄了噴嘴短暫接觸基板然后一次又一次縮回的情況。 什么是機(jī)?。?“只有幾列，”她回答道。
深入納米世界
柱子是3D打印中生成的最簡(jiǎn)單的幾何形狀，但奧爾登堡的研究人員還可以打印螺旋、環(huán)和各種懸垂結(jié)構(gòu)。 該技術(shù)目前可用于印刷銅、銀和鎳，以及鎳錳和鎳鈷合金。
在他們的一些實(shí)驗(yàn)中，他們已經(jīng)深入納米世界。 Momotenko 和一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在 2021 年發(fā)表在《納米快報(bào)》(Nano Letters) 雜志上的一項(xiàng)研究中報(bào)告說，他們已經(jīng)生產(chǎn)出直徑僅為 25 納米的銅柱——這使3D金屬打印首次低于100納米的極限。
這一成功的基石之一是能夠精確控制打印噴嘴運(yùn)動(dòng)的反饋機(jī)制。 它由 Momotenko 與博士 Julian Hengsteler 共同開發(fā)。 他在以前的工作地點(diǎn)瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院監(jiān)督學(xué)生。 “打印噴嘴的連續(xù)縮回非常重要，否則它會(huì)很快被堵塞，”化學(xué)家解釋道。
如何控制隱形
該團(tuán)隊(duì)以每秒幾納米的速度逐層打印微小物體。 Momotenko 仍然對(duì)在這里創(chuàng)造出人眼看不到的小物體感到驚訝。 “你從一個(gè)你可以觸摸到的物體開始。然后發(fā)生某種轉(zhuǎn)變，你能夠在極小的范圍內(nèi)控制這些看不見的東西——這幾乎令人難以置信，”這位化學(xué)家說。
Momotenko 的納米打印技術(shù)計(jì)劃也令人難以置信。 他的目標(biāo)是為充電速度比現(xiàn)有型號(hào)快一千倍的電池奠定基礎(chǔ)。 “如果能夠?qū)崿F(xiàn)，你可以在幾秒鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車充電，”他解釋道。 他追求的基本理念已經(jīng)有 20 年左右的歷史了。
其原理是在充電過程中大幅縮短電池內(nèi)部離子的路徑。 為此，目前扁平的電極必須具有三維表面結(jié)構(gòu)。 “在目前的電池設(shè)計(jì)中，充電需要很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)殡姌O相對(duì)較厚且相距較遠(yuǎn)，”Momotenko 解釋道。
他說，解決方案是在納米尺度上像手指一樣將陽極和陰極互鎖起來，并將它們之間的距離減小到僅幾納米。 這將允許離子以閃電般的速度在陽極和陰極之間移動(dòng)。 問題是：到目前為止，還不可能生產(chǎn)出具有所需納米尺寸的電池結(jié)構(gòu)。
制造具有超小結(jié)構(gòu)特征的電池材料
Momotenko 現(xiàn)在接受了這一挑戰(zhàn)。 在他的 NANO-3D-LION 項(xiàng)目中，目標(biāo)是開發(fā)和采用先進(jìn)的納米級(jí)3D打印技術(shù)來制造具有超小結(jié)構(gòu)特征的活性電池材料。
在早期項(xiàng)目中與化學(xué)研究所 Gunther Wittstock 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功合作后，Momotenko 決定在奧爾登堡大學(xué)開展該項(xiàng)目。 “研究和轉(zhuǎn)移部對(duì)我的資助申請(qǐng)非常有幫助，所以我在 2021 年初從蘇黎世搬到了這里，”他解釋道。
他的研究小組現(xiàn)在有四名成員：除了 Khasanova，博士。 學(xué)生 Karuna Kanes 和碩士生 Simon Sprengel 加入了團(tuán)隊(duì)。 Kanes 專注于一種旨在優(yōu)化打印噴嘴精度的新方法，而 Sprengel 研究了打印兩種不同金屬組合的可能性——這是在一個(gè)步驟中同時(shí)生產(chǎn)陰極和陽極材料所必需的過程。
Liaisan Khasanova 很快將專注于鋰化合物。 她的任務(wù)是找出如何使用3D打印構(gòu)建目前用于鋰電池的電極材料。 該團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃研究鋰鐵或鋰錫等化合物，然后測(cè)試電極表面的納米“指狀物”需要多大，間距是多少是可行的，以及電極應(yīng)該如何排列。
“手套箱”中的研究
這里的一個(gè)主要障礙是鋰化合物具有高反應(yīng)性，只能在受控條件下處理。 出于這個(gè)原因，該團(tuán)隊(duì)最近獲得了一個(gè)超大版本的實(shí)驗(yàn)室手套箱，這是一個(gè)氣密密封室，可以充滿惰性氣體，如氬氣。 它的一側(cè)內(nèi)置了操作手套，研究人員可以用它來操作里面的物體。
該室長(zhǎng)約三米，重半噸，尚未投入使用，但該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在其中安裝另一臺(tái)打印機(jī)。 “材料的化學(xué)轉(zhuǎn)化和所有其他測(cè)試也必須在室內(nèi)進(jìn)行，”Momotenko 解釋道。
團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目過程中會(huì)遇到一些主要問題。 氬氣氛中的微小雜質(zhì)如何影響印刷的鋰納米結(jié)構(gòu)？ 電池在秒級(jí)充電時(shí)不可避免地產(chǎn)生的熱量如何散熱？ 如何在合理的時(shí)間內(nèi)不僅打印微型電池而且打印大電池來為手機(jī)甚至汽車供電？
“一方面，我們正在研究生產(chǎn)納米級(jí)活性電極材料所需的化學(xué)方法；另一方面，我們正在努力使印刷技術(shù)適應(yīng)這些材料，”Momotenko 概述了當(dāng)前的挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)能問題復(fù)雜
研究人員強(qiáng)調(diào)，儲(chǔ)能問題極其復(fù)雜，他的團(tuán)隊(duì)在解決它方面只能發(fā)揮很小的作用。 盡管如此，他認(rèn)為他的團(tuán)隊(duì)處于一個(gè)良好的起點(diǎn)：在他看來，金屬的電化學(xué)3D打印是目前制造納米結(jié)構(gòu)電極和測(cè)試該概念的唯一可行選擇。
除了電池技術(shù)，這位化學(xué)家還在研究其他大膽的概念。 他想使用他的印刷技術(shù)來生產(chǎn)金屬結(jié)構(gòu)，從而比迄今為止更有針對(duì)性地控制化學(xué)反應(yīng)。 這些計(jì)劃在一個(gè)相對(duì)年輕的研究領(lǐng)域發(fā)揮作用，稱為自旋電子學(xué)，該領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂凇白孕钡牟倏v——電子的一種量子力學(xué)特性。
檢測(cè)單個(gè)分子的傳感器
他希望付諸實(shí)踐的另一個(gè)想法是制造能夠檢測(cè)單個(gè)分子的傳感器。 “這將有助于醫(yī)學(xué)，例如，在極低濃度下檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物或阿爾茨海默氏癥的生物標(biāo)志物，”Momotenko 說。
所有這些想法在化學(xué)中仍然是非常新的方法。 “目前還不清楚這一切將如何運(yùn)作，”他承認(rèn)道。 但這就是科學(xué)上的情況。 “每一個(gè)有意義的研究項(xiàng)目都需要長(zhǎng)時(shí)間的思考和計(jì)劃，而最終大多數(shù)想法都會(huì)失敗，”他總結(jié)道。 但有時(shí)他們不會(huì)——他和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)邁出了他們旅程的第一步。
化學(xué)家 Liaisan Khasanova 用了不到一分鐘的時(shí)間就將一根普通的二氧化硅玻璃管變成了非常特殊的3D打印機(jī)的打印噴嘴。 化學(xué)家將只有一毫米厚的毛細(xì)管插入藍(lán)色裝置中，關(guān)閉翻蓋并按下按鈕。 幾秒鐘后，會(huì)發(fā)出一聲巨響，噴嘴就可以使用了。
“設(shè)備內(nèi)部的激光束加熱管子并將其分開。然后我們突然增加拉伸力，這樣玻璃就會(huì)在中間破裂，形成一個(gè)非常鋒利的尖端，”正在電化學(xué)納米技術(shù)小組攻讀化學(xué)博士學(xué)位的Khasanova解釋說。
Khasanova 和她的同事需要微型噴嘴來打印極其微小的三維金屬結(jié)構(gòu)。 這意味著噴嘴的開口必須同樣微小——在某些情況下小到只有一個(gè)分子可以擠出。 “我們正在努力將3D打印技術(shù)發(fā)揮到極致，”化學(xué)研究所初級(jí)研究小組的負(fù)責(zé)人 Dmitry Momotenko 博士說。 “我們想要一個(gè)原子一個(gè)原子地組裝物體。”
“金屬是完美的解決方案”
這位化學(xué)家解釋說，納米級(jí)3D打印——換句話說，3D 打印尺寸僅為十億分之一米的物體——帶來了驚人的機(jī)會(huì)。 特別是對(duì)于金屬物體，他可以設(shè)想在微電子、納米機(jī)器人、傳感器和電池技術(shù)等領(lǐng)域的眾多應(yīng)用。 “這些領(lǐng)域的各種應(yīng)用都需要導(dǎo)電材料，因此金屬是完美的解決方案?！?/span>
雖然塑料的3D打印已經(jīng)發(fā)展到這些納米級(jí)尺寸，但事實(shí)證明使用3D技術(shù)制造微小的金屬物體更加困難。 對(duì)于許多高級(jí)應(yīng)用來說，使用某些技術(shù)打印出的結(jié)構(gòu)仍然大了一千倍，而使用其他技術(shù)則不可能制造出具有必要純度的物體。
Momotenko 專門研究電鍍，這是電化學(xué)的一個(gè)分支，其中懸浮在鹽溶液中的金屬離子與帶負(fù)電的電極接觸。 帶正電的離子與電子結(jié)合形成中性金屬原子，沉積在電極上，形成固體層。
“液態(tài)鹽溶液變成固態(tài)金屬——我們電化學(xué)家可以非常有效地控制這一過程，”Momotenko 說。 同樣的工藝被用于更大規(guī)模的鍍鉻汽車零件和鍍金珠寶。
比平時(shí)小一點(diǎn)
然而，將其轉(zhuǎn)移到納米尺度需要相當(dāng)多的獨(dú)創(chuàng)性、努力和細(xì)心，參觀該小組位于 Wechloy 校區(qū)的小型實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了這一點(diǎn)。 正如 Momotenko 指出的那樣，該實(shí)驗(yàn)室包含三臺(tái)打印機(jī)——全部由團(tuán)隊(duì)自行構(gòu)建和編程。 與其他3D打印機(jī)一樣，它們由打印噴嘴、打印材料進(jìn)料管、控制機(jī)構(gòu)和移動(dòng)噴嘴的機(jī)械部件組成——但在這些打印機(jī)中，一切都比平常小一些。
彩色鹽水溶液通過精密的管子流入細(xì)毛細(xì)管，毛細(xì)管又包含一根發(fā)絲般細(xì)的金屬絲——陽極。 它用負(fù)極化的陰極閉合電路，這是一種比指甲還小的鍍金硅片，也是進(jìn)行印刷的表面。 當(dāng)施加電壓時(shí)，微電機(jī)和特殊晶體會(huì)瞬間變形，從而使噴嘴在所有三個(gè)空間方向上快速移動(dòng)幾分之一毫米。
不需要的振動(dòng)
由于即使是最輕微的振動(dòng)也會(huì)中斷打印過程，因此其中兩臺(tái)打印機(jī)被安置在盒子里，盒子上覆蓋著一層厚厚的深色隔音泡沫。 此外，它們擱在花崗巖板上，每個(gè)重達(dá)150公斤。 這兩項(xiàng)措施都旨在防止不必要的振動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)室中的燈也是電池供電的，因?yàn)椴遄涣麟姰a(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)干擾控制納米印刷過程所需的微小電流和電壓。
與此同時(shí)，Liaisan Khasanova 已經(jīng)為測(cè)試打印做好了一切準(zhǔn)備：打印噴嘴處于起始位置，盒子已關(guān)閉，裝有淺藍(lán)色銅溶液的小瓶連接到管子上。 她啟動(dòng)了一個(gè)啟動(dòng)打印過程的程序。 測(cè)量數(shù)據(jù)在屏幕上顯示為曲線和點(diǎn)。 這些顯示了電流的變化，并記錄了噴嘴短暫接觸基板然后一次又一次縮回的情況。 什么是機(jī)?。?“只有幾列，”她回答道。
深入納米世界
柱子是3D打印中生成的最簡(jiǎn)單的幾何形狀，但奧爾登堡的研究人員還可以打印螺旋、環(huán)和各種懸垂結(jié)構(gòu)。 該技術(shù)目前可用于印刷銅、銀和鎳，以及鎳錳和鎳鈷合金。
在他們的一些實(shí)驗(yàn)中，他們已經(jīng)深入納米世界。 Momotenko 和一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在 2021 年發(fā)表在《納米快報(bào)》(Nano Letters) 雜志上的一項(xiàng)研究中報(bào)告說，他們已經(jīng)生產(chǎn)出直徑僅為 25 納米的銅柱——這使3D金屬打印首次低于100納米的極限。
這一成功的基石之一是能夠精確控制打印噴嘴運(yùn)動(dòng)的反饋機(jī)制。 它由 Momotenko 與博士 Julian Hengsteler 共同開發(fā)。 他在以前的工作地點(diǎn)瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院監(jiān)督學(xué)生。 “打印噴嘴的連續(xù)縮回非常重要，否則它會(huì)很快被堵塞，”化學(xué)家解釋道。
如何控制隱形
該團(tuán)隊(duì)以每秒幾納米的速度逐層打印微小物體。 Momotenko 仍然對(duì)在這里創(chuàng)造出人眼看不到的小物體感到驚訝。 “你從一個(gè)你可以觸摸到的物體開始。然后發(fā)生某種轉(zhuǎn)變，你能夠在極小的范圍內(nèi)控制這些看不見的東西——這幾乎令人難以置信，”這位化學(xué)家說。
Momotenko 的納米打印技術(shù)計(jì)劃也令人難以置信。 他的目標(biāo)是為充電速度比現(xiàn)有型號(hào)快一千倍的電池奠定基礎(chǔ)。 “如果能夠?qū)崿F(xiàn)，你可以在幾秒鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車充電，”他解釋道。 他追求的基本理念已經(jīng)有 20 年左右的歷史了。
其原理是在充電過程中大幅縮短電池內(nèi)部離子的路徑。 為此，目前扁平的電極必須具有三維表面結(jié)構(gòu)。 “在目前的電池設(shè)計(jì)中，充電需要很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)殡姌O相對(duì)較厚且相距較遠(yuǎn)，”Momotenko 解釋道。
他說，解決方案是在納米尺度上像手指一樣將陽極和陰極互鎖起來，并將它們之間的距離減小到僅幾納米。 這將允許離子以閃電般的速度在陽極和陰極之間移動(dòng)。 問題是：到目前為止，還不可能生產(chǎn)出具有所需納米尺寸的電池結(jié)構(gòu)。
制造具有超小結(jié)構(gòu)特征的電池材料
Momotenko 現(xiàn)在接受了這一挑戰(zhàn)。 在他的 NANO-3D-LION 項(xiàng)目中，目標(biāo)是開發(fā)和采用先進(jìn)的納米級(jí)3D打印技術(shù)來制造具有超小結(jié)構(gòu)特征的活性電池材料。
在早期項(xiàng)目中與化學(xué)研究所 Gunther Wittstock 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功合作后，Momotenko 決定在奧爾登堡大學(xué)開展該項(xiàng)目。 “研究和轉(zhuǎn)移部對(duì)我的資助申請(qǐng)非常有幫助，所以我在 2021 年初從蘇黎世搬到了這里，”他解釋道。
他的研究小組現(xiàn)在有四名成員：除了 Khasanova，博士。 學(xué)生 Karuna Kanes 和碩士生 Simon Sprengel 加入了團(tuán)隊(duì)。 Kanes 專注于一種旨在優(yōu)化打印噴嘴精度的新方法，而 Sprengel 研究了打印兩種不同金屬組合的可能性——這是在一個(gè)步驟中同時(shí)生產(chǎn)陰極和陽極材料所必需的過程。
Liaisan Khasanova 很快將專注于鋰化合物。 她的任務(wù)是找出如何使用3D打印構(gòu)建目前用于鋰電池的電極材料。 該團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃研究鋰鐵或鋰錫等化合物，然后測(cè)試電極表面的納米“指狀物”需要多大，間距是多少是可行的，以及電極應(yīng)該如何排列。
“手套箱”中的研究
這里的一個(gè)主要障礙是鋰化合物具有高反應(yīng)性，只能在受控條件下處理。 出于這個(gè)原因，該團(tuán)隊(duì)最近獲得了一個(gè)超大版本的實(shí)驗(yàn)室手套箱，這是一個(gè)氣密密封室，可以充滿惰性氣體，如氬氣。 它的一側(cè)內(nèi)置了操作手套，研究人員可以用它來操作里面的物體。
該室長(zhǎng)約三米，重半噸，尚未投入使用，但該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在其中安裝另一臺(tái)打印機(jī)。 “材料的化學(xué)轉(zhuǎn)化和所有其他測(cè)試也必須在室內(nèi)進(jìn)行，”Momotenko 解釋道。
團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目過程中會(huì)遇到一些主要問題。 氬氣氛中的微小雜質(zhì)如何影響印刷的鋰納米結(jié)構(gòu)？ 電池在秒級(jí)充電時(shí)不可避免地產(chǎn)生的熱量如何散熱？ 如何在合理的時(shí)間內(nèi)不僅打印微型電池而且打印大電池來為手機(jī)甚至汽車供電？
“一方面，我們正在研究生產(chǎn)納米級(jí)活性電極材料所需的化學(xué)方法；另一方面，我們正在努力使印刷技術(shù)適應(yīng)這些材料，”Momotenko 概述了當(dāng)前的挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)能問題復(fù)雜
研究人員強(qiáng)調(diào)，儲(chǔ)能問題極其復(fù)雜，他的團(tuán)隊(duì)在解決它方面只能發(fā)揮很小的作用。 盡管如此，他認(rèn)為他的團(tuán)隊(duì)處于一個(gè)良好的起點(diǎn)：在他看來，金屬的電化學(xué)3D打印是目前制造納米結(jié)構(gòu)電極和測(cè)試該概念的唯一可行選擇。
除了電池技術(shù)，這位化學(xué)家還在研究其他大膽的概念。 他想使用他的印刷技術(shù)來生產(chǎn)金屬結(jié)構(gòu)，從而比迄今為止更有針對(duì)性地控制化學(xué)反應(yīng)。 這些計(jì)劃在一個(gè)相對(duì)年輕的研究領(lǐng)域發(fā)揮作用，稱為自旋電子學(xué)，該領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂凇白孕钡牟倏v——電子的一種量子力學(xué)特性。
檢測(cè)單個(gè)分子的傳感器
他希望付諸實(shí)踐的另一個(gè)想法是制造能夠檢測(cè)單個(gè)分子的傳感器。 “這將有助于醫(yī)學(xué)，例如，在極低濃度下檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物或阿爾茨海默氏癥的生物標(biāo)志物，”Momotenko 說。
所有這些想法在化學(xué)中仍然是非常新的方法。 “目前還不清楚這一切將如何運(yùn)作，”他承認(rèn)道。 但這就是科學(xué)上的情況。 “每一個(gè)有意義的研究項(xiàng)目都需要長(zhǎng)時(shí)間的思考和計(jì)劃，而最終大多數(shù)想法都會(huì)失敗，”他總結(jié)道。 但有時(shí)他們不會(huì)——他和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)邁出了他們旅程的第一步。