最新Nature，3D技術迎來新突破

【導讀】

隨著新技術開辟了眾多應用領域，人們對三維(3D)打印的興趣激增，其中立體光刻技術是一種特別成功的方法。然而，由于光的線性吸收，這種技術需要在印刷卷的表面發生光聚合，這給樹脂的選擇和形狀范圍帶來了基本的限制。一種有希望繞過這種界面模式的方法是超越線性過程，許多研究小組使用雙光子吸收技術以真正的體積方式打印。使用雙光子吸收技術，許多團隊和公司已經能夠制造出非凡的納米級結構，但驅動這一過程所需的激光功率限制了打印尺寸和速度，阻礙了納米級以外的廣泛應用。

【成果掠影】

近日，哈佛大學羅蘭研究所Daniel N. Congreve教授，通過使用對光強度和低閾值納米膠囊具有二次依賴性的工藝，與其他二次工藝相比，展示了任意圖案化光和固化大量樹脂的能力。迫切需要提高體積打印的處理速度，以在實際時間尺度中提供復雜的分辨率打印。盡管通過多體素打印實現3D選擇性所需的光學和算法工程超出了當前工作的范圍，但展示了在幾分鐘內固化大量樹脂，而不是使用基于 2PA 的打印所需的數十小時. 此外，與2PA相比，該方法可以使用更低能量的激光輸入和更高的速度進行打印。相關成果以“Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing”發表在nature上。?

【數據概況】

圖 1：用于 3D 打印的三重融合上轉換。

圖 2：調整上轉換閾值。

圖 3：上轉換材料的耐用封裝。

圖 4：由 UCNC 促進的光聚合產生的印刷品。

在這里，作者使用三聯體融合上轉換在小于4毫瓦的連續波激勵下進行體積打印。通過包封硅膠殼和溶解配體將上轉換引入樹脂。?進一步引入激子策略來系統地控制上轉換閾值，以支持單像素或并行打印方案，打印的功率密度比基于雙光子的3D打印所需的功率密度低幾個數量級。使得3D打印技術獲得了突破性進展。

參考文獻：Sanders, S.N., Schloemer, T.H., Gangishetty, M.K.?et al.?Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing.?Nature?604,?474–478 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04485-8