El equipo de investigación de la Universidad Tecnológica y de Diseño de Singapur (SUTD) ha logrado recientemente un avance importante en el campo de la nanofotónica, desarrollando con éxito estructuras de vidrio a nanoescala con tasas de reflexión cercanas al 100%. Este estudio, publicado en la revista Science Advances, subvierte la comprensión tradicional de materiales ópticos, abriendo nuevas vías para aplicaciones en dispositivos wearables, pantallas integradas y sensores. Impresión 3D de vidrio a nanoescala.

El equipo, liderado por el profesor Joel Yang de SUTD, adoptó creativamente un nuevo material de resina fotocurable llamado Glass-Nano. Esta mezcla de moléculas de silicio con compuestos orgánicos fotosensibles permite la impresión 3D a nanoescala mediante litografía de dos fotones, formando estructuras de vidrio finas tras sinterizado a 650°C. Comparado con los métodos tradicionales de nanopartículas de dióxido de silicio, este nuevo proceso produce nanoestructuras con dimensiones de características tan pequeñas como 260 nanómetros y superficies más lisas.

“Utilizamos una formulación de resina de moléculas de silicio y logramos una conversión de alta fidelidad mediante el proceso de ‘impresión-contracción’”, indicó el profesor Yang. El equipo se centró en estructuras de cristales fotónicos, fabricando cristales fotónicos con estructuras similares al diamante mediante el control preciso de la geometría de más de 20 capas apiladas, logrando una reflexión lumínica casi perfecta en el espectro visible.

El primer autor del artículo, el Dr. Zhang Wang, señaló: “El rendimiento excepcional de materiales de bajo índice de refracción supera las expectativas, con propiedades de reflexión comparables a las de materiales de alto índice de refracción”. El profesor adjunto Thomas Christensen de la Universidad Técnica de Dinamarca añadió: “Los resultados de medición experimental coinciden altamente con las simulaciones teóricas, confirmando la fiabilidad de esta tecnología”.

Las aplicaciones potenciales incluyen pantallas de color estructural sin pigmentos y guías de onda ópticas de baja pérdida. El equipo está trabajando en el desarrollo de resinas híbridas con propiedades luminiscentes y explorando procesos de producción a escala. El profesor Yang afirmó: “Este avance proporciona nuevas posibilidades para el desarrollo de sistemas fotónicos más eficientes”.