Une avancée majeure vient bouleverser le secteur de la micro-fabrication. Une équipe de chercheurs internationale a mis au point une nouvelle méthode d’impression 3D capable d’allier une précision nanométrique à une vitesse de production jusqu’ici inédite. En s’appuyant sur des metalenses, des dispositifs optiques issus des métamatériaux, cette technologie pourrait ouvrir la voie à la fabrication industrielle de structures microscopiques complexes.
Les limites de la lithographie à deux photons
Jusqu’à présent, la référence en matière d’impression 3D de très haute précision reposait sur la lithographie à deux photons. Cette technique permet de créer des structures avec des détails de quelques dizaines de nanomètres, mais au prix d’une lenteur extrême. Cantonnée aux laboratoires, la lithographie à deux photons restait inadaptée à toute production à grande échelle.
Chaque pièce d’échecs imprimée ici en 3D grâce aux métalenses ne mesure que 100 micromètres de large
Quand les metalenses transforment la lumière
La nouveauté repose ici sur l’utilisation de métalenses (lenses : lentilles), des optiques plates composées de nanostructures capables de manipuler la lumière avec une précision inédite. Contrairement aux lentilles classiques, les métalenses focalisent les faisceaux laser sans aberration tout en permettant de multiplier les 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. Résultat, des surfaces d’impression bien plus vastes et une cadence atteignant 120 millions de voxels par seconde, soit environ mille fois plus rapide que les systèmes actuels.
Comme on peut s’en douter, les perspectives sont considérables. Cette technologie pourrait servir à produire des nanoparticules pour l’administration ciblée de médicaments ou des composants ultraprécis utilisés dans la recherche sur la fusion nucléaire. À terme, les scientifiques estiment qu’avec des équipements industriels standards, la vitesse pourrait encore être multipliée par cent, ce qui rapprocherait définitivement l’impression 3D nanométrique du monde industriel.
