Uma equipe de pesquisa do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e da Universidade Stanford colaborou para desenvolver um método inovador de nanofabricação 3D baseado em meta-óptica, com potencial para transformar a litografia de dois fótons de um processo em escala laboratorial em uma ferramenta de fabricação em nível de wafer. As descobertas foram publicadas na revista *Nature* em 17 de dezembro.

A plataforma da equipe utiliza uma grande matriz de elementos ópticos ultrafinos (metalentes) para dividir um laser de femtosegundo em mais de 120.000 pontos cofocalizáveis, permitindo a escrita paralela em uma região de escala centimétrica. Este método pode fabricar estruturas tridimensionais complexas com uma dimensão mínima de 113 nanômetros, e sua taxa de transferência de processamento é, segundo relatos, mais de mil vezes mais rápida do que os sistemas comerciais existentes. Xia Xiaoxing, engenheiro de materiais do LLNL e investigador principal do projeto, afirmou: "Quando este sistema de impressão 3D atingiu pela primeira vez uma precisão de impressão de um e três centímetros... e vimos velocidades de impressão centenas ou mesmo milhares de vezes mais rápidas do que as nossas impressoras comerciais, e com tamanha precisão, percebemos que esta tecnologia tinha dado um salto qualitativo."

A litografia de dois fótons tradicional é limitada pelas objetivas dos microscópios, que normalmente processam áreas de apenas algumas centenas de micrómetros. O novo método permite a impressão paralela e a junção perfeita das peças, substituindo as objetivas por uma matriz de metalentes de alta abertura numérica. Songyun Gu, primeiro autor do artigo e investigador pós-doutoral no LLNL, salientou: "Isto significa que a litografia de dois fótons finalmente tem o potencial de ser adotada pela indústria... Com o avanço da tecnologia de nanofabricação ao nível do wafer, podemos esperar fabricar nanomateriais e microdispositivos como chips de computador." Para melhorar a flexibilidade do processamento, a equipa também integrou um modulador espacial de luz para obter o controlo em tempo real da intensidade de cada ponto focal. Xiaoxing Xia acrescentou: "Durante o projeto, descobrimos que, ao alternar dinamicamente os pontos focais e planejar cuidadosamente a trajetória de impressão, podemos imprimir estruturas completamente aleatórias de forma altamente paralela."

Esse método, denominado Litografia Metamaterial Adaptativa, tem aplicações potenciais em diversos campos de ponta, incluindo microfluídica, informação quântica, fotônica, energia de fusão e biomedicina. Essa plataforma tecnológica recebeu recentemente o prêmio R&D 100 de 2025, demonstrando seu potencial para industrialização. Os pesquisadores acreditam que, com a aplicação de lasers de maior potência, wafers de metalentes de tamanho maior e moduladores mais rápidos, essa tecnologia de nanofabricação 3D baseada em meta-óptica deverá acelerar ainda mais o processo de fabricação de dispositivos complexos.