فناوری انتقال رو به جلو لیزر القایی (Laser-Induced Forward Transfer, LIFT) یک روش چاپ دیجیتال غیر تماسی است که از پرتو لیزر پالسی به عنوان نیروی محرکه برای انتقال مواد از یک لایه نازک دهنده به سمت یک زیرلایه دریافت کننده، جایی که ماده در نهایت به صورت یک Voxel رسوب می‌کند، بهره می‌برد. اصول عملکرد این فناوری این امکان را فراهم می‌کند که بتوان از هر دو نوع فیلم دهنده مایع و جامد استفاده کرد و این یعنی طیف وسیعی از مواد قابل چاپ هستند و بنابراین این فناوری در مقایسه با سایر فناوری‌های چاپ دیجیتال از جمله چاپ جوهر افشان از یک مزیت رقابتی برخوردار خواهد بود. فناوری LIFT نه تنها از توانایی لازم برای چاپ گستره وسیعی از مواد برخوردار است بلکه به دلیل قابلیت چاپ از یک لایه جامد، امکان چاپ یک مرحله‌ای چندلایه‌ها (Multilayers) و حتی چاپ سه بعدی را نیز فراهم می‌کند. این میزان توانمندی باعث می‌شود این فناوری در حوزه‌های مختلف از چاپ تزئینی تا الکترونیک چاپی، و از ساخت حسگرهای شیمیایی تا مهندسی بافت کاربرد داشته باشد.
شماتیک سیستم انتقال رو به جلو لیزر القایی
گرچه اولین گزارش‌های چاپ لیزری به اواخر دهه ۱۹۶۰ بر می‌گردد اما فناوری LIFT اولین بار در سال ۱۹۸۶ توسط Bohandy و همکارانش برای ایجاد الگویی از فلز مس بر روی زیرلایه سیلیکونی مورد استفاده قرار گرفت و بعد از آن به صورت پیوسته رشد کرد و توسعه یافت. همانطور که در فوق اشاره شد این فناوری مبتنی بر استفاده از یک منبع لیزر پالسی برای انتقال موضعی ماده از یک لایه به زیرلایه‌ای است که در فاصله‌ی بسیار کم و یا در تماس با آن قرار دارد. در نتیجه نگارش مستقیم (Direct-write) لیزری، الگوها مستقل از نوع سطح و شکل ماده خواهد بود. برای این منظور یک حامل لیزری شفاف که با لایه‌ای جامد، مایع یا خمیری پوشش داده شده و از آن تحت عنوان تارگت و یا دهنده یاد می‌شود، منبع تأمین کننده ماده خواهد بود. در نتیجه تابش پرتو لیزر و عبور از حامل، انرژی پرتو توسط ماده پوشش جذب و منجر به ایجاد یک حباب بخار درون ماده چاپ می‌شود. این فرآیند شبیه فرآیند حباب افشان (Bubble jet) است. حباب بخار باعث پرتاب ذرات ماده پوشش شده و پس از پرتاب شدن، ذرات به یک رشته تبدیل شده که در نهایت به صورت یک قطره بر روی سطح چاپ (زیرلایه) شکل می‌گیرد. ایجاد الگوهایی با قدرت تفکیک بالا از Voxel های چاپ شده، مستلزم استفاده از استیج‌های خطی کنترل شونده کامپیوتری و یا آینه‌های روبش گالوانومتری برای ایجاد حرکت‌های سریع و دقیق است. عدم نیاز به خلأ و تجهیزات اتاق تمیز باعث می‌شود این فناوری با طیف وسیعی از مواد و زیرلایه‌ها سازگاری داشته باشد.
فناوری LIFT از بدو پیدایش با اقبال زیادی روبرو شده و به طور موفقیت آمیزی برای چاپ طیف وسیعی از عناصر مخصوصا فلزاتی مانند مس، وانادیوم، طلا، آلومینیوم، تنگستن، کروم، نیکل، مورد استفاده قرار گرفته است. اکسیدهای پیچیده مانند اکسید آلومینیوم، اکسید وانادیوم و اکسید ایندیوم، و اخیرا نیز کامپوزیت‌های TiO2-Au، نانولوله‌های کربنی، پلیمرهای رسانا و ... از جمله موادی هستند که با این روش چاپ شده‌اند.
شماتیک اساس فرآیند انتقال رو به جلو لیزر القایی و تشکیل Voxel
همانطور که قبلا نیز اشاره شد الکترونیک چاپی یکی از گسترده‌ترین و امیداور کننده‌ترین حوزه‌های کاربرد روش‌های چاپ دیجیتال مانند LIFT است. در این رابطه اندازه مشخصه (Feature size) بسیار کوچک لزوما هدف اصلی نیست و معمولا در محدوده 10 الی 100 میکرومتر می‌باشد؛ در عوض ویژگی‌هایی از قبیل انعطاف‌پذیری، هزینه کم، سطح بزرگ و ... حائز اهمیت هستند. طبق این سناریو طیف وسیعی از مواد مطرح می‌شوند که در دستگاه‌های الکترونیک متداول وجود ندارد. برای نمونه پلیمرها نه تنها به عنوان زیرلایه‌های انعطاف‌پذیر بلکه به عنوان نیمه‌رساناها در افزارهای الکترونیک آلی مانند ترانزیستورهای لایه نازک آلی (Organic thin-film transistors) یا دیودهای نشر کننده نور آلی (Organic light-emitting diodes) مورد استفاده قرار می‌گیرند. چاپ این افزارهای الکترونیکی مستلزم انباشت لایه‌های رسانا، نیمه‌رسانا و عایق بر روی یکدیگر است. گرچه چاپ ساختارهای چند لایه‌ها با استفاده از جوهرهای آلی از طریق روش‌های چاپ جوهر افشان امکانپذیر است اما به دلیل مشکلات ناشی از سازگاری حلال بین لایه‌ها دشوار می‌باشد. فناوری LIFT که قابلیت چاپ مواد از فیلم‌های دهنده جامد بر روی زیرلایه‌های سخت و انعطاف‌پذیر را دارد، می‌تواند انتخاب قابل توجهی برای غلبه بر این مشکل باشد. ضمن اینکه با استفاده از این روش، چاپ چندلایه‌ها طی یک مرحله امکانپذیر خواهد بود.
فناوری LIFT با توجه به قابلیت‌هایی که دارد می‌تواند در صنایع مختلف به کار گرفته شود اما بیشتر تلاش‌هایی که تا به امروز انجام شده بر اثبات اصل و توسعه‌ی فناوری در مقیاس آزمایشگاهی متمرکز بوده است. با این حال طی چند سال گذشته تیم‌های زیادی متشکل از تخصص‌های مختلف و بین رشته‌ای با هدف انطباق این فناوری برای کاربردهای صنعتی مختلف در حال فعالیت بوده‌اند. تا به حال تلاش این تیم‌ها بر روی کاربردهایی برای ایجاد بازار در صنایع الکترونیک، زیست پزشکی و چاپ تزئینی متمرکز بوده است. این فناوری از بدو پیدایش برای چاپ مواد رسانای الکتریکی برای کاربردهای الکترونیک توجه زیادی را به خود جلب کرده است. کاربردهایی که نیازمند چاپ الگوهای رسانای الکتریکی بر روی سطح بزرگی مانند الکترودهای سلول‌های خورشیدی، گرم کننده‌های شیشه خودرو، آنتن‌های منطبق شونده (Conformal) هستند مستلزم استفاده از فناوری‌های نگارش مستقیم بوده که توانایی ایجاد الگوهای مواد رسانای الکتریکی را دارند. برخی از گزارش‌ها حاکی از استفاده از این فناوری در صنعت تولید نمایشگرهای تخت و نیمه‌رساناهای آلی نشر نور با هدف چاپ لیزری پلیمرهای رسانا بوده است. شایان ذکر است سیستم‌های چاپ دیجیتال مبتنی بر فرآیندهای جوهر افشان تنها قابلیت چاپ جوهرهای رسانای مبتنی بر محلول‌های با ویسکوزیته پایین حاوی نانوذرات را دارند و با این حساب بخش عمده‌ای از مواد چاپ پذیر الکترونیکی شامل خمیرهای با ویسکوزیته بالا متشکل از ذراتی با اندازه‌های چند ده نانومتر تا چند ده میکرومتر را در بر نخواهند گرفت.
یکی دیگر از حوزه‌هایی که این فناوری می‌تواند تأثیر تجاری قابل توجهی روی آن داشته باشد کاربردهای زیست پزشکی است. با وجود اینکه گزارش‌های اولیه از کاربرد این فناوری در حوزه زیست پزشکی مربوط به اوایل دهه ۲۰۰۰ است، تجاری سازی این حوزه با استفاده از این فناوری اخیرا اتفاق افتاده است. مهندسی بافت یکی از کاربردهایی است که اخیرا با این روش به سمت تجاری سازی حرکت کرده و در حال حاضر یک شرکت فرانسوی تحت عنوان Poietis بر روی سیستم‌های تجاری LIFT برای کاربردهای مرتبط با چاپ مواد زیستی مشغول فعالیت است.
