近期，坐落于德法邊境的卡爾斯魯厄理工學(xué)院應(yīng)用物理研究所開發(fā)了一種新的3D 打印方法，可以使微結(jié)構(gòu)在高分辨率下快速生成。開發(fā)人員將其命名為“光片3D 激光微打印”（light-sheet 3D laser microprinting），包括雙色激光照射和兩步吸收的過程，以及使用特定的光敏膠配方。該研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《自然光子學(xué)》上。

　　根據(jù)該項目發(fā)表的論文，基于掃描的3D 打印非線性光學(xué)方法已實現(xiàn)體素體積小于1 立方微米，但由于使用飛秒激光，打印速度低、成本卻很高。所用的光凝蛋白是另一個因素。對于快速3D 打印，材料必須在激光照射后從預(yù)激活狀態(tài)快速返回到原始狀態(tài)，因為只有這樣才能打印下一層。因此，返回時間決定了兩個連續(xù)層之間的等待間隔和打印速度。

　　卡爾斯魯厄理工學(xué)院的Vincent Hahn 說：“對于我們使用的樹脂，返回時間不到100 微秒，這使得打印速度相比以往更快。”但需要特殊的光學(xué)布置來利用這一特性。該學(xué)院與海德堡大學(xué)等合作伙伴共同開發(fā)的光片3D 激光微打印架構(gòu)采用了兩個連續(xù)波激光源：440 納米的藍光源和660 納米的紅光源，后者形成光片方向。

　　藍光在與最終所需幾何形狀相關(guān)的特定位置預(yù)激活樹脂，然后紅色激光束在這些位置上提供固化光凝蛋白所需的額外能量。這個項目指出：“在這臺打印機中，藍光激光二極管用于使用高幀速率的高分辨率顯示器將圖像投射到液體樹脂中。紅色激光形成一個薄的光片光束，并在樹脂中垂直穿過藍色光束。”

　　根據(jù)該項目的論文，試驗中的新平臺在0.55 立方微米的體素體積下達到了每秒7×106 個體素的峰值打印速率。該項目隸屬于3D Matter Made To Order（3DMM2O），這是一個由卡爾斯魯厄理工學(xué)院和海德堡大學(xué)組成的研究集群，旨在開發(fā)新型3D 增材制造技術(shù)。該集群先前的工作是組成“Nanoscribe”，專注于研發(fā)高分辨率3D 打印機和無掩膜光刻系統(tǒng)。

　　在2021 年，Nanoscribe 成為生命科學(xué)公司Cellink 的一部分，使Cellink 成為生命科學(xué)行業(yè)唯一具有內(nèi)部雙光子聚合增材制造能力的公司。之后，Cellink 更名為Bico 集團。應(yīng)用物理研究所和3DMM2O 的Martin Wegener 表示，現(xiàn)在可以通過使用新的樹脂配方進一步優(yōu)化新的微打印平臺。

　　“有了更靈敏的樹脂，我們甚至可以在3D 打印機中使用LED 代替激光，”Wegener 談到，“最終，我們希望打印厘米級別大小的3D 結(jié)構(gòu)，同時保持微米分辨率和較高的打印速度。”

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