cookieOptions = {...}; .加拿大科學家開發出精密雙光子 3D 列印技術 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2017年2月17日 星期五

Two-Photon Absorption Spectroscopy



來源: 北京青年報

新年之初,一張3微米高的微笑雪人照片席捲網路,加拿大西安大略大學實驗室的科學家們,借助電子束微影系統,用三個直徑只有0.9微米的矽土球堆成了它。憨態可掬的表情讓人們過了一把圍觀微觀雕塑的癮。但現在,人們無需手動,用3D列印就能製作出這樣可愛的微觀雕塑。



據美國「3D列印者」博客報導,藝術家喬迪·赫維茨使用雙光子雷射直寫技術,3D列印出了迄今為止,最微小的奈米雕塑。這種雙光子3D列印,能夠達到高標準高精度要求,預計將推動3D列印市場的細化發展。

工業領域使用的3D列印技術往往採用分層製造原理,列印成品的層與層之間,精度存在上限。因此現有的3D列印機很難製造出高精度的器件,如光學元件或微奈尺度的結構器件等。如今,一種名為「雙光子雷射直寫」的技術,則完美解決了該問題,使用這種技術的3D列印被稱為「雙光子3D列印」。


理化領域中,物質對光的吸收作用,被應用到多個方面,比如用紫外光照射一些光敏聚合物質,被光照射到的那部分,就會固化成物體。

大多數物質對光的吸收都是以一個光子為單位,一次吸收一個光子。但某些情況下,由於物質擁有特殊能級躍遷模式,會出現同時吸收兩個光子的情況,即「雙光子吸收效應」。


實現該效應的條件嚴格,需要特定物質和極高能量密度。當條件滿足時,人們可利用雷射聚焦,將反應區域局限在焦點附近的極小位置。

透過奈米級別的精密移動台,使雷射焦點在光敏物質內移動。但凡焦點經過的位置,光敏物質都會變性固化,從而列印出任意形狀的3D物體。

這種技術成熟後,能提供給用戶,一種高端而便捷的手段設計,和加工各種各樣的微奈結構,比如科研中使用的光子晶體,和光纖頂端加工的內視鏡。藝術領域中,不光可以用它來創作微觀雕塑,還能複寫世界各地的建築原貌。這意味著極多的現實資訊,將可以被縮小微觀級別,不為肉眼所見。

除了優勢,專家也指出雙光子雷射直寫技術,所適用的光敏物質種類有限,將列印完畢的物體固定下來,需要複雜繁瑣的加工過程。想要用這種技術列印大尺度的產品,目前難以實現。


3D列印在過去一年中,數次登上科技新聞的頭條,從殘奧會上的3D列印義肢,到流傳日韓網路的3D列印仿真槍,從米其林廚師試用的3D食物列印機,到杜拜3D列印的未來辦公室建築。

奈米級領域的突破,將拓寬該技術的應用範圍,助力製造業的未來變革。



                                                                                                                                                                                                                 


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