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纳米颗粒助力研发新型高分辨率激光3D打印工艺

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-09 11:07:04   浏览次数:1711  
核心提示:最近,俄罗斯科学院晶体学和语音学科学研究中心发现了一种新的3D打印工艺,利用一种特殊的纳米粒子突破传统分辨率限制的高墙,在生物打印以及电子等领域表现出了巨大的潜力。研究结果在一篇名为《由上转换纳米粒子辅助的、用于原型快速加工的高分辨率3D光聚作用》的论文中有详细介绍。
最近,俄罗斯科学院晶体学和语音学科学研究中心发现了一种新的3D打印工艺,利用一种特殊的纳米粒子突破传统分辨率限制的高墙,在生物打印以及电子等领域表现出了巨大的潜力。研究结果在一篇名为《由上转换纳米粒子辅助的、用于原型快速加工的高分辨率3D光聚作用》的论文中有详细介绍。
 
 
当前,3D打印系统有两个常见的问题,一个是操作速度较慢,一个是分辨率较低。即便是相对高端的激光3D打印系统,也避免不了这样的问题。有些系统分辨率达到了一定的标准,但工作流程更为复杂,灵活性更差,速度跟不上,因此,研发出一款既能保证速度又能保证分辨率的系统势在必行。 
 
这种逐点、逐层、复杂的3D打印工艺对于速度和分辨率的改善非常有利。俄罗斯相关研究人员在打印用料中添加了纳米粒子,这种粒子与原料中的其他粒子相结合,可表现出更为复杂、多向发展的性质,冲破了传统双光子光刻的局限。 
 
 
一般来说,双光子光刻3D打印需要通过高强度的激光,选择性地固化树脂,以形成特定的结构。树脂中的单体会通过激光进行光聚合。这种新纳米颗粒由钠、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。暴露在光线下时,会发射更多的紫外线,来聚合周围的颗粒。
 
添加了纳米粒子的材料可允许创建三维体素。树脂材料中的起靶向作用的点可以在3D打印的整体厚度上分配能量,从而快速地创建所需结构。这样因为有额外的能量释放,因此无需大功率的激光器,就可以得到相同的结果。
 
 
这项研究不仅提高了双光子光刻3D打印的速度和效率,而更高的分辨率也将使生物3D打印受益。相关研究人员表示,这个研究可以用于生物医学目的,特别是组织工程学,通过使用各种聚合物材料代替器官和组织的受损部位。
 
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