Nanocápsulas de conversión por fusión triple para la impresión volumétrica en 3D

Área de la Ciencia:

• Fabricación aditiva
• La fotoquímica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La impresión tridimensional (3D), en particular la estereolitografía, se enfrenta a limitaciones debido a la absorción lineal de la luz, lo que restringe la elección de la resina y las formas alcanzables.
• La absorción de dos fotones permite la impresión 3D volumétrica, pero requiere una alta potencia láser, lo que limita el tamaño y la velocidad de impresión para aplicaciones prácticas.

Objetivo del estudio:

• Superar las limitaciones de las técnicas de impresión 3D actuales mediante el desarrollo de un método de impresión volumétrica con menores requisitos de potencia láser.
• Para permitir aplicaciones de impresión 3D a mayor escala y más rápidas más allá de la nanoescala.

Principales métodos:

• Se ha utilizado la conversión por fusión de tripletes para la fotopolimerización volumétrica.
• Se introdujo la conversión ascendente en resinas a través de nanopartículas con cáscara de sílice y ligandos solubilizantes.
• Implementó una estrategia excitónica para controlar el umbral de conversión al alza para la impresión monovóxel o paralela.

Principales resultados:

• Se ha conseguido una impresión 3D volumétrica utilizando una excitación de onda continua de menos de 4 mW.
• Impresión demostrada a densidades de potencia de órdenes de magnitud inferiores a los métodos de absorción de dos fotones.
• Se han controlado con éxito los umbrales de conversión al alza para esquemas de impresión versátiles.

Conclusiones:

• La conversión por fusión triple ofrece una vía prometedora para la impresión 3D volumétrica de baja potencia y alta resolución.
• Este avance puede expandir significativamente el alcance y la escalabilidad de las aplicaciones de impresión 3D.
• La estrategia excitónica desarrollada proporciona una plataforma sintonizable para la fabricación aditiva avanzada.