三维打印立方形微气泡的方法：全封闭薄壁微腔具有超高比例

微气泡本质上是一个全封闭的薄壁微腔。与由膨胀形成的球形微气泡不同，三维打印允许自由定义其几何形状，在制造过程中实现对形状和尺寸的精确控制。然而，微气泡的几何特性为传统基于光敏材料的光刻微制造带来了显著挑战，由于其脆弱的薄壁、封闭的空腔以及对机械应力的高度敏感性，这些特征阻止了开发剂溶剂进入内部腔体以去除未曝光的光敏材料。两光子聚合 (2PP) 是一种基于激光的 3D 微打印技术，能够实现亚衍射极限的分辨率，为在光敏材料中制造复杂的微架构提供了卓越的设计自由度。本研究演示了一种基于 2PP 的方法，克服了上述限制，首次成功制造了具有超高比例薄壁和全封闭微腔的立方形微气泡，使用高粘度 SU-8 2050 光敏材料。优化后的工艺参数和结构设计 facilitate efficient extraction of unexposed photoresist from the cavity interior while achieving a thin-wall ultra-high aspect ratio of approximately 340:1。通过基于微操作臂的探针实验确认了所打印结构的空心特性和机械完整性。该方法保持了出色的尺寸精度，显著缩短了大规模和高数量制造在 2PP 过程中的打印时间。此类微气泡是光学共振器、微机电系统 (MEMS) 压力传感器、微流体反应室以及新兴亚材料的基本构件。