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科学家研发双光子光刻技术突破了纳米级3D打印零部件

文章来源:网络人气:669发表时间:2018-01-06 10:59:22

  劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员发现了一种改进双光子光刻(TPL)的方法,这是一种纳米级的3D打印技术,可以帮助医生进行X射线CT扫描,分析人体内的3D打印植入物。

  与大多数激光3D打印技术不同的是,双光子光刻技术在分辨率上受到mg游戏送彩金38激光点大小的限制,因此可以将打印分辨率提高到极致。这是因为TPL(通常涉及使用载玻片,透镜和浸没油)使用光致抗蚀剂材料,其同时吸取两个光子而不是一个光子。

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  近日,LLNL研究人员通过对3D打印过程使用抗蚀剂材料有了一些重要发现,找到了大幅提高TPL的分辨率的方法。他们的发现是将整个过程颠倒过来-将抗蚀剂材料直接应用到镜头上,并将mg游戏送彩金38的激光器通过抗蚀剂进行对焦,可以打印出尺寸小于150纳米但高度仍为几毫米的三维微结构。

  此外,研究人员还发现,可以将3D打印过程中使用的光敏聚合物抗蚀剂的衰减提高10倍以上,增加(或减少)抗蚀剂能够吸取的X射线。这是通过“折射率匹配”使得抗蚀剂材料的折射率与透镜的浸入介质匹配实现的,从而允许mg游戏送彩金38的激光以最小的干扰进行传递。通过部署这种指数匹配技术,LLNL团队表示,TPL最终可用于3D打印更大的部件,小至100纳米。

  LLNL研究人员发现调节抗x射线吸取能力还有另一个重要的连锁效应。通过制作吸取更多的x射线的3D打印物体,研究人员理论上可以制作3D打印的身体植入物,使用外部x射线CT扫描仪或其他成像设备检查。

  由于3D打印植入物的调谐特性使其对CT扫描仪高度可见,因此医生不需要移除这种植入物以查看是否具有例如内部缺陷。

  这些可调谐材料也有药用之外的用途。研究人员说,优化的TPL过程可用于建立国家点火装置的内部结构,LLNL的大型激光惯性约束聚变(ICF)研究设备,用于实现聚变点火。这个过程的其他用途还包括3D打印光学和机械的超材料,以及3D打印的电化学电池。

  目前的重点是通过并行化来加快打印过程,最终实现更小的特性和更高的功能。研究人员认为3D打印过程终有一天会被用来制造关键部件。

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