קרינת מיקרוגל ("גלי מיקרו") היא קרינה אלקטרומגנטית באורך גל בתחום שבין 1 מילימטר עד 1 מטר, בקירוב, כלומר בתחום התדרים שבין 300 מגה-הרץ (עבור 1 מטר) לבין 300 גיגה-הרץ (עבור 1 מ"מ). קרינת המיקרוגל שימושית בתחומים רבים, כגון ביישומי תקשורת, ניווט ומכ"ם. חימום מזון הוא שימוש יומיומי נפוץ במיקרוגל, ובדומה לכך עיבוד חומרים בתעשייה ויישומים רפואיים ומדעיים שונים (כגון מאיצי חלקיקים). אורך הגל של קרינת המיקרוגל (בתחום השימושי שבין 1 סנטימטר ל-1 מטר) מגביל את המיקוד המינימלי האפשרי, כאשר השאיפה בדרך כלל היא לחימום אחיד. במחקר קודם גילינו שבגישה הפוכה ניתן להשיג חימום מקומי במיקרוגל באזור קטן משמעותית (עד כדי מאית) מאורך הגל. עקב כך נוצר ריכוז גבוה יחסית של אנרגיה מקומית, שעשויה לגרום להתכה, אידוי, ואף יצירת פלסמה (גז מיונן) בצורות שונות. במחקר הנוכחי פיתחנו מודל עיוני לזיהוי וניתוח תופעות שונות הכרוכות בחימום מיקרוגל מקומי (Localized microwave-heating, LMH), וביצענו ניסויים על חומרים שונים (כגון בזלת, בטון וברזל) כדי לבחון את תופעות ה-LMH המתרחשות בהם. מצאנו שריכוז האנרגיה הגבוה המתקבל מאפשר פעולה בהספק נמוך יחסית (כעשירית מהספק תנור המיקרוגל הביתי) ולפיכך פיתחנו מקרני LMH קומפקטיים המבוססים על התקני מצב-מוצק (טרנזיסטורים) כתחליף לשפופרות הריק המגושמות יחסית (כגון המגנטרון הפועל עדיין ברוב תנורי המיקרוגל הביתיים). תופעה מעניינת שמצאנו היא שניתן באמצעות LMH להתיך כמויות קטנות יחסית (כ-10 מ"מ מעוקב) של אבקות מתכת ולמצק אותן. מעבר לכך, ניתן לעשות זאת גם באופן תוספתי, ולחבר אותן אחת לשנייה, ובאופן זה ליצור מאבקה מבנים מורכבים של מתכת מוצקה. ממצא זה מוביל לפיתוח השימוש ב-LMH לצורך הדפסה תלת-ממדית (3DP). יחסית למערכות מבוססות לייזר המשמשות כיום למטרה זו, התפוקה של LMH גסה מבחינת איכות פני השטח, אך הקשיות והצפיפות המתקבלות סבירות. מחקרנו מציג את הפוטנציאל לפיתוח מדפסת 3DP מבוססת LMH לבניית מבנים גדולים יחסית ממתכת. במחקר על בטון, מצאנו ש-LMH בהספק נמוך יחסית כנ"ל עשוי לגרום להתכה מקומית וכרסום של כמות דומה (כ-10 מילימטרים מעוקבים) של בטון. לתופעה זו קראנו "ניקור" (pecking), וגם כאן, חזרה על פעולה שכזו פעמים רבות באופן מבוקר עשויה לאפשר חיתוך של בטון בממדים גדולים יחסית. יתרונה של פעולת החיתוך ב-LMH הוא בכך שהיא מצטיינת בשקט ובהיעדר זעזועים. גישה זו של "חיסור" חומר באמצעות LMH הפוכה מגישה של "תוספת", שבאמצעותה הדגמנו את ההדפסה 3DP, אך הצד הרעיוני המשותף הוא פירוק של פעולה מורכבת ורבת-עוצמה (בין אם חיתוך בטון או ייצור מבני מתכת) לסדרה של צעדים רבים, קטנים יחסית, וביצועם בזה אחר זה באופן מבוקר. מחקר ה-LMH שלנו על אבני בזלת חשף תופעות מעניינות, כגון התכת פנים האבן ופריצת לבה לוהטת מתוכה (בדומה להתפרצות וולקנית בטבע), וכן גם פליטה של פלסמה מאובקת מהאבן, בצורות של עמוד אש ושל כדור אש. בכך מתאפשרים דימוי מעבדתי של תופעות טבע שונות ומחקרן, וכן גם יישומי כרייה וחציבה.