Многофотонная литография используется для выборочной полимеризации материала с наноразмерной точностью при помощи сфокусированного пучка. Однако повысить разрешение этого вида 3D-печати — минимальное расстояние между соседними элементами — сложно, поскольку интенсивный лазерный свет может нежелательным образом воздействовать на соседние области. Однако, ученым из Чжэцзянского университета удалось решить эту проблему, использовав уникальную оптическую установку и специальный фоторезист, пишет Science Daily.
Они разработали фоторезист — полимерный светочувствительный материал — из широко используемого мономера PETA в сочетании с себацинатом (BTPOS). BTPOS действовал как гаситель люминесценции, способствующий уменьшению перекрестных связей, которые могут возникнуть при печати линий в высоком разрешении.
Оптическая установка состоит из фемтосекундного лазера с длиной волны 525 нм в качестве источника возбуждающего света и пикосекундного лазера с длиной волны 532 нм для замедления. Взаимодействие лучей предотвращает нежелательную полимеризацию и гарантирует формирование желаемого рисунка с высоким разрешением и точностью. Кроме того, для достижения высокого разрешения ученые использовали пространственный модулятор света, к которому применили многочлены Цернике для коррекции аберраций волнового фронта.
В результате новый подход показал рекордное пространственное разрешение 100 нм при скорости печати 100 мкм/с. Вдобавок, в случае увеличения скорости до 1000 мкм/с разрешение не опускается ниже 120 нм.
Теперь исследователи работают над дальнейшим улучшением скорости печати, желая достичь скорости 10 и 100 мм/с при сохранении высокого качества и разрешения. Они также хотят улучшить систему фоторезиста, чтобы сделать метод многофотонной литографии более стабильным и практичным.
Тончайшие волокна и волоски, которыми природа наделила многих животных, обеспечивают им эволюционное преимущество. Ученые пытаются воспроизвести эти структуры в лабораториях, чтобы их уникальные свойства стали доступны человеку. Специалисты из США разработали передовую технологию аддитивной печати для быстрой печати тонких и длинных гелевых волокон.
