Технологии вековой давности обретают вторую жизнь благодаря последним достижениям науки и техники

Почти в течение столетия технология электрогальванического нанесения покрытия (electrophoretic deposition, EPD) используется в промышленности для нанесения покрытия из одного материала на поверхность другого материала. Эта технология является одним из наиболее распространенных и наиболее старых технологических процессов, а самым известным ее применением является нанесение защитного покрытия на кузова автомобилей. На кузов автомобиля подается положительный электрический потенциал и он помещается в емкость с электролитом, на который подан отрицательный электрический потенциал. Под воздействием возникающего электрического тока ионы металла из раствора электролита оседают на поверхности кузова и создают достаточно толстый слой защитного покрытия.

Но с помощью EPD-технологии на поверхность может осаждаться покрытие из совершенно различных материалов, включая керамику, полимеры и даже живые клетки. Но при всей простоте и прочих достоинствах этот метод имеет ряд ограничений, существенно сужающих область его применения. При помощи EPD-технологии можно достаточно просто и легко нанести покрытие на всю поверхность материала, а если требуется нанесение покрытия строго на определенные участки поверхности, то тут и начинаются трудности, зачастую непреодолимые.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) взяли за основу технологию электрогальванического покрытия вековой давности и разработали на ее основе технологию управляемого светом электрогальванического покрытия (light-directed electrophoretic deposition, LDEPD), в которой используются светочувствительные электроды и методы, позволяющие создать области материала, имеющие локальный электрический потенциал. Такие уловки позволяют наращивать слой материала покрытия только на тех участках поверхности материала, которые были подвергнуты облучению светом во время проведения процесса. И кроме выборочного нанесения покрытия без необходимости использования масок и шаблонов, такая технология позволяет с высокой точностью выращивать упорядоченные трехмерные структуры, состоящие из различных материалов, на поверхности другого материала, что является ключевой технологией при производстве сложных материалов, метаматериалов.

Следует отметить, что использование света лазера и других технологических решений позволило сделать из «древней» технологии электрогальванического нанесения покрытия, при помощи которой можно было наносить на всю поверхность один слой материала, совершенно новую технологию производства изделий, имеющих сложнейшую структуру поверхности. Не стоит и упоминать, что возможность быстрого и недорогого получения метаматериалов сможет подстегнуть бурное развитие других областей науки и техники, к примеру, создание плащей-невидимок, охватывающих весь спектр видимого света, полимерных и полупроводниковых солнечных батарей, имеющий крайне высокую эффективность преобразования, и выращивание органов и новых кровеносных сосудов из искусственного клеточного материала.