--- title: "Investigadores del LLNL abren una nueva frontera en el campo de la nanofabricación 3D" url: https://www.voxelmatters.com/es/investigadores-del-llnl-abren-una-nueva-frontera-en-el-campo-de-la-nanofabricacion-3d/ date: 2026-01-08 modified: 2026-01-08 lang: es author: "Edward Wakefield" description: "Según una información publicada por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), un grupo de ingenieros y científicos ha presentado una revolucionaria técnica de nanofabricación en 3D en colaboración con la..." categories: - "Investigación sobre la AM" - "Microimpresión 3D" - "Óptica" tags: - "future" image: https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2026/01/AA1Sxmbl-640x480.jpeg word_count: 953 --- # Investigadores del LLNL abren una nueva frontera en el campo de la nanofabricación 3D [Según una información publicada por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL)](https://www.llnl.gov/article/53806/llnl-researchers-break-speed-scale-barriers-3d-nanofabrication-new-meta-optics-platform), un grupo de ingenieros y científicos ha presentado una revolucionaria técnica de nanofabricación en 3D en colaboración con la Universidad de Stanford que permitirá que la litografía de dos fotones (TPL) deje de ser una técnica lenta a escala de laboratorio para convertirse en una herramienta de fabricación a escala de oblea sin sacrificar la precisión submicrométrica. El estudio, que [se ha publicado en la revista *Nature*](https://urldefense.us/v3/__https:/www.nature.com/articles/s41586-025-09842-x__;!!G2kpM7uM-TzIFchu!y9G8iFQkQoSA1IOJ0bxZMzC2KDIdGxc1qpeUpTs6UrTV6PiFFnH-HYU6_O4uTqA-a_wZEMRUHmwDqRMg$), explica que la plataforma TPL del equipo utiliza grandes matrices de metalentes (unos elementos ópticos extraordinariamente finos específicamente diseñados con este fin) para dividir un láser de femtosegundos en más de 120 000 puntos focales coordinados que escriben simultáneamente en áreas de escala centimétrica. Esta tecnología basada en el uso de metalentes permite producir arquitecturas 3D complejas con tamaños mínimos de 113 nanómetros y alcanza un rendimiento más de mil veces superior al de los sistemas comerciales. «Cuando el sistema de impresión 3D comenzó a funcionar a escala de un centímetro y luego a escala de tres por primera vez, fue increíble poder ser testigos de cómo la idea que habíamos desarrollado durante tres o cuatro años se hacía realidad en ese instante», asegura Xiaoxing Xia, ingeniero de materiales del LLNL e investigador principal. «Al comprobar que la plataforma imprimía con precisión a una velocidad entre cientos y miles de veces superior a la de nuestra impresora comercial, nos dimos cuenta de que habíamos realizado un gran avance». Durante años, la TPL ha sido valorada por su resolución a nanoescala, pero su dependencia de los objetivos de microscopio limitaba el área imprimible a unos pocos cientos de micras. Cualquier cosa más grande requería unir miles de teselas, un proceso lento que provocaba errores de alineación e impedía que la TPL saliera del laboratorio. El sistema TPL de metalentes del equipo sustituye el objetivo del microscopio por una matriz de metalentes de alta apertura numérica, cada una de las cuales funciona como una impresora en miniatura. En lugar de escanear un solo haz, el sistema imprime miles de pequeñas áreas en paralelo, y todas se fusionan a la perfección en una misma pasada. Al espaciar los puntos focales siguiendo el paso de la metalente en lugar de agruparlos en un campo óptico diminuto, el sistema evita los efectos de proximidad que afectaban a las tecnologías multihaz anteriores. ![LLNL researchers break barriers in 3D nanofabrication - transforming two-photon lithography (TPL) into a wafer-scale manufacturing tool.](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2026/01/Ext_Metalitho_1200x800.jpeg) «Esto significa que por fin la TPL ofrece el potencial necesario para impulsar su adopción por parte de la industria», explica Songyun Gu, investigador posdoctoral del LLNL y primer autor del artículo. «Anteriormente, se trataba de una herramienta puramente experimental para investigadores. Al aplicar la nanofabricación a escala de oblea, tenemos la posibilidad de fabricar nanomateriales y microdispositivos de la misma forma que fabricamos los chips de ordenador, que son muy complejos, pero pueden fabricarse en grandes cantidades a un coste unitario muy bajo. Y la metaóptica es precisamente la solución que puede hacer realidad este objetivo». Para imprimir estructuras que no son totalmente periódicas, el equipo ha incorporado un modulador espacial de luz que ajusta la intensidad de cada punto focal en tiempo real. El sistema puede encender o apagar los haces, ajustar los anchos de línea con control de escala de grises y coordinar los haces para formar patrones más grandes capa por capa. Lo que comenzó como una forma de igualar la intensidad del haz derivó inesperadamente en una vía para disfrutar de una mayor libertad de diseño a nivel general. «Mientras trabajábamos en el proyecto, nos dimos cuenta de que, al activar y desactivar dinámicamente los puntos focales y planificar cuidadosamente la trayectoria de impresión, podíamos imprimir estructuras totalmente estocásticas con un alto grado de paralelización», confirma Xia. «Songyun [Gu] y [el coautor] Sarvesh [Sadana] han logrado imprimir 16 aperturas de ajedrez microscópicas diferentes en un solo proceso». El equipo ha denominado esta tecnología «metalitografía adaptativa» con el fin de reconocer el amplio apoyo que han recibido por parte del [Advanced Manufacturing Laboratory del LLNL.](https://www.voxelmatters.com/llnl-develops-additive-and-subtractive-3d-printing-resin/) Esta técnica paralela, pero adaptable, permite a la TPL basada en metalentes fabricar desde objetivos láser de densidad gradual y [dispositivos de terahercios flexibles](https://www.voxelmatters.com/llnl-3d-prints-chiral-helix-metamaterials-for-thz-applications/) hasta decenas de millones de micropartículas al día. También ofrece la posibilidad de creararquitecturas modulares complejas para tecnologías emergentes en el campo de la microfluídica, la información cuántica, la microelectrónica, la fotónica, la [energía de fusión](https://www.voxelmatters.com/ukaea-3d-prints-fusion-energy-components/) y la biomedicina. Para los investigadores resulta especialmente interesante el hecho de poder ampliar los proyectos de I+D que está llevando a cabo el LLNL para revolucionar el ámbito de la [impresión 3D de cápsulas de combustible de fusión](https://www.voxelmatters.com/llnl-researchers-harness-3d-printing-for-fusion-energy/) y chips de computación cuántica de iones atrapados. Xia considera que la convergencia de la óptica y la fabricación aditiva es un paso decisivo para este campo. «La luz es el mejor cincel del mundo para crear materiales funcionales y microarquitecturas», añade. «El desarrollo de [nuevas formas de controlarla ](https://www.voxelmatters.com/llnl-develops-additive-and-subtractive-3d-printing-resin/)va a cambiar radicalmente la forma de fabricar materiales». A medida que dispongamos de láseres de mayor potencia, obleas de metalentes más grandes y moduladores más rápidos, el equipo cree que la TPL basada en metalentes podrá imprimir dispositivos aún más complejos a velocidades mucho mayores, impulsando la nanofabricación 3D hacia la producción a escala de oblea convencional. Esta plataforma tecnológica, denominada MetaLitho3D, obtuvo recientemente el premio R&D 100 Award 2025, lo que da una idea del potencial que ofrece de cara a su adopción por parte de la industria con el fin de resolver problemas reales. Entre los coautores del estudio figuran también Anna Guell Izard, Dongping Terrel-Pérez, Sijia Huang, Travis Massey, Alex Abelson, Magi Mettry-Yassa, Wonjin Choi y Thejaswi Umanath Tumkur, del LLNL; Chenkai Mao, You Zhou y Jonathan Fan, de Stanford; y Wenjie Zhou, Hujie Yan, Ziran Zhou y Chiara Daraio, de Caltech.