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科学家开发出基于纳米颗粒的高分辨率激光3D打印方法

近日,来自俄罗斯科学院晶体学和语音科学研究中心的物理学家,研究出一种新的 3D打印 方法,该方法是利用特殊的纳米颗粒实现以前认为不可能的结果,在生物打印以及电子等领域具有巨大的高分辨率潜力。

许多3D打印技术,即使是更高端的先进的基于 激光 的系统(称为双光子平版打印技术),遇到的常见问题是相对较慢的操作速度和较差的分辨率,当需要高水平的解决方案时,类似的技术在设计方面可能会有更复杂的工作流程和更少的灵活性,但它们通常可以在更高层次上执行,并且更快。3D打印技术创造一个结构的逐层,逐层的艰辛过程主要是由于这种缓慢的操作和分辨率不足。

俄罗斯研究人员的突破是创造了一种用于打印材料的新型颗粒。该粒子以更复杂和更多维的方式与其他粒子相连,克服了标准双光子光刻3D打印技术带来的许多局限性。双光子光刻3D打印技术涉及通过高强度激光选择性固化树脂罐以形成特定结构,树脂中的单体通过激光进行光聚合。该研究团队的新纳米颗粒由钠,th,镱和氟制成,它们就是所谓的上转换纳米粒子(UCNPs),由两个光子组成。当暴露在光线下时,它们会发射更多的紫外线。这种能量可以用来聚合周围的颗粒。

将这些UCNP放入固化材料意味着可以创建三维体素。靶向树脂材料中的一个点可以在3D环境的整个厚度上分配能量,从而更快速地创建所需的结构。额外的能量释放意味着使用功率低得多的近红外(NIR) 激光器 可以获得相同的结果,而不是以前使用的更昂贵和精密的 飞秒激光 器。

该研究结果在一篇题为“高分辨率三维光聚合辅助上转换纳米粒子用于快速成型应用”的论文中有详细介绍,已发表在“科学报告”期刊中。

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