利用上转换纳米颗粒进行多光子聚合以实现可调特征尺寸打印
光学
2022-11-04 v1 应用物理
摘要
近年来基于光的三维打印技术的发展标志着增材制造的一个转折点。通过光聚合，液态树脂可被固化成复杂物体。通常，聚合反应由紫外(UV)或蓝光激发光引发剂触发。在双光子打印(TPP)中，激发通过双光子的非线性吸收实现；它能够打印100纳米体素，但需要昂贵的飞秒激光，这严重限制了其广泛普及。上转换纳米颗粒(UCNPs)最近被提出作为TPP用于光聚合的替代方案，但使用连续波激光。UCNPs将近红外(NIR)光转换为可见/紫外光，从而像TPP那样在局部引发聚合。在此我们提供对该多光子机制的研究，并展示非线性如何影响打印过程。特别地，我们报道了通过调节NIR激发强度来精细调控打印体素尺寸的可能性。使用基于明胶的水凝胶，我们能够在不改变聚合度的前提下，通过调节NIR功率将横向体素尺寸从1.3变至2.8 {\mu}m，轴向尺寸从7.7变至59 {\mu}m。该工作为在使用廉价光源的同时保持最小特征尺寸来加速制造开辟了新的机遇。
引用
@article{arxiv.2211.01437,
title = {Multi-photon polymerization using upconversion nanoparticles for tunable feature-size printing},
author = {Qianyi Zhang and Antoine Boniface and Virendra K. Parashar and Martin A. M. Gijs and Christophe Moser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01437},
year = {2022}
}