使用向上转换纳米粒子进行多光子聚合,用于可调节的特征大小打印
Qianyi Zhang1, Antoine Boniface1, Virendra K Parashar2
1Laboratory of Applied Photonics Devices, School of Engineering, Institute of Electrical and Micro Engineering, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, Switzerland.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
向上转换纳米粒子 (UCNPs) 通过转换近红外光来启动聚合,使得使用廉价激光实现3D打印. 研究人员证明了对声量尺寸的控制,为微米尺度的3D结构铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 基于光的3D打印或光聚合通常使用紫外线或蓝光来凝固树脂.
- 双光子打印 (TPP) 提供高分辨率,但需要昂贵的五秒激光器.
- 向上转换纳米粒子 (UCNPs) 可以将近红外 (NIR) 光转换为可见/紫外光,作为一种替代的启动方法.
研究的目的:
- 为了研究UCNP启动的光聚合的多光子机制.
- 通过使用UCNP来证明非线性对3D打印过程的影响.
- 通过调整NIR激发强度来探索打印的voxel大小的微调.
主要方法:
- 利用UCNP吸收NIR光并启动光聚合.
- 研究了UCNP系统中的多光子吸收机制.
- 调整NIR激发功率以控制基于凝的水凝中的语音尺寸.
主要成果:
- 证明UCNP能够使用连续波NIR激光器进行光聚合.
- 表明NIR激发强度直接相关,并允许调整voxel大小.
- 在不改变聚合度的情况下,实现了横向角尺寸 (1.32.8 μm) 和轴向角尺寸 (7.759 μm) 的控制.
结论:
- 基于UCNP的光聚合为高分辨率3D打印提供了TPP的经济有效的替代方案.
- 通过调整NIR功率来调整voxel大小的能力,可以精确控制3D结构的制造.
- 这项技术为使用可访问的激光源创建微米特征大小的3D结构打开了新的道路.
