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3D打印技术使纳米级制造提速近千倍

放大字体  缩小字体 2019-10-08 19:50:55  阅读:6394 作者:责任编辑NO。魏云龙0298

反光外表上,具有亚微米特征的毫米级结构支撑了一枚美元硬币。

在三维空间中,由多个投影叠加而成的堆叠的三维结构。

经过拼接多重2D投影,打印出来的悬垂3D结构。

据美国物理学网站报导,美国劳伦斯利弗莫尔国家试验室(LLNL)和香港中文大学的研讨人员开发了一种新的纳米级3D打印技能——飞秒投影双光子光刻(FP-TPL)。该技能可在不献身分辨率的情况下,将微观结构的制作速度加速上千倍。FP-TPL能够发生175纳米的深度分辨率,并能打印出此前无法制作的90度悬空结构。新技能有望用于生物载体、柔性电子和光学超资料等范畴产品的规划化出产。相关论文宣布在《科学》杂志上。

现有的纳米级增加制作技能一般运用单点高强度光(直径为700~800纳米)。它将聚合物资料由液体转化为固体。因为有必要扫描整个制作的结构,现有的TPL技能需求花费数小时才干出产出杂乱的三维结构。这约束了它在实践运用中的扩展性。论文作者、研讨人员Sourabh Saha说:“咱们不运用单一光点,而是一起投射上百万个光点。因而,咱们能够运用整个投影平面来形式化制作恣意结构。”

为了创造出百万光点,研讨人员运用了一种相似投影仪的数码掩模来创立图画和视频。这样,掩模操控飞秒激光在前驱体溶液聚合物资猜中创立出了需求的光形式。接着,高强度光引发聚合反应,将液体变成固体。经过层叠操作,研讨人员只需求几分钟就能制作出杂乱的三维结构。LLNL研讨人员Chris Spadaccini说:“并行双光子体系是纳米级打印技能的打破性作用。它将使资料在纳米标准下的杰出功能变为可用组件。”

与外表粒子喷涂3D打印技能不同,新技能能够深化至液态前体,打破外表制作的局限性。例如,该技能能够制作出悬浮的三维结构。研讨人员在100微米×100微米的基底上打印了一座一毫米长的悬浮桥结构。此外,研讨人员还经过打印长方体和螺旋体等多种结构,演示了技能的适应性。尽管研讨人员在试验中运用的是传统聚合物前体,但Saha以为,这项技能也或许适用于金属和陶瓷。他表明:“这一技能的真实潜力是用于小型设备的工业规划出产。咱们需求证明咱们能够用其他打印资料来扩展资料面板。此外,咱们已经在速度和分辨率上取得了不错的权衡作用。接下来的问题是结构特征的猜测性,以及结构质量的把控性。咱们还需求进行更多的研讨来推进这个进程。”

科界原创

编译:德克斯特

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