科學家開發(fā)基于納米顆粒高分辨率激光3D打印
雙光子光刻是一種3D打印方法,與大多數(shù)激光3D打印技術(shù)不同,3D激光打印技術(shù)的分辨率受3D打印機激光點的大小限制,雙光子聚合技術(shù)可將打印分辨率提高到難以置信的精度。對于醫(yī)學研究領(lǐng)域,即用于藥物輸送、組織再生、化學和材料合成的應(yīng)用而言,這項技術(shù)值得深入研究。不過在雙光子光刻術(shù)中,飛秒激光用于精確固化樹脂。不僅點到點過程耗時,而且激光器工作在高強度下,有可能會損壞材料,而且儀器昂貴。 先前美國LLNL的研究人員在2018年1月宣布找到了一種改進雙光子聚合(TPL)的方法,雙光子聚合是一種納米級3D打印技術(shù),LLNL將雙光子聚合3D打印技術(shù)開發(fā)到可以兼顧微觀精度同時又滿足較大的外型尺寸的水平。 無獨有偶,來自俄羅斯的科學家也在積極的推動雙光子光刻技術(shù)的研究。在莫斯科俄羅斯科學院(RAS)的一個研究小組領(lǐng)導下的一項研究中,研究人員近日宣布,他們探索了一種“空前有效”的高分辨率3D打印方法,可以消除與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的一些缺點。 RAS高分辨率3D打印方法基于槽式聚合技術(shù),RAS技術(shù)也使用近紅外光,但強度較低。為了充分利用光的潛能并消除飛秒激光器的一些缺點,科學家們在材料的配方上做了新的文章。 合成UCNPs的表征 (a)SEM和(b)β-NaYF4:Yb3+,Tm3+/NaYF4核/殼納米顆粒的高角度環(huán)形暗場(HAADF)掃描TEM圖像。(c)用強度為3.5,7和11Wcm-2的975nm激光照射的氯仿中的UCNPs的光譜。(d)使用校準的積分球設(shè)置測量的UCNP的積分轉(zhuǎn)換效率與975nm處的激發(fā)強度之間的關(guān)系。飽和度達到〜20Wcm-2。品紅線是作為眼睛的向?qū)峁┑摹?span style="display:none"> 9DOkQnnc 上轉(zhuǎn)換納米顆粒(UCNP)由兩個或更多個光子組成,這些光子結(jié)合在一起并在暴露于光源時可以發(fā)射更多能量。在RAS研究中,科學家們將上轉(zhuǎn)換納米顆粒(UCNP)添加到光固化樹脂混合物中。 上轉(zhuǎn)換的應(yīng)用集中在生物成像領(lǐng)域,根據(jù)生物成像領(lǐng)域的定義,上轉(zhuǎn)換是指把兩個或多個低能量泵浦光子轉(zhuǎn)換為一個高能量輸出光子的非線性光學過程。最早發(fā)現(xiàn)于上世紀六十年代中期,因量子產(chǎn)率極低且當時沒有高能激發(fā)光源并未引起注意,之后隨著激光器的廣泛使用而成為研究的一個焦點。在生物成像領(lǐng)域,上轉(zhuǎn)化納米顆粒的成分是無機基質(zhì)以及稀土摻雜離子。摻雜離子則包括發(fā)光中心以及敏化劑。 在NIR近紅外光的照射下,上轉(zhuǎn)換納米顆粒(UCNP)吸收近紅外光,發(fā)射UV光,從而以體素的三維精度來固化樹脂。 |