最新Nature，3D技术迎来新突破

【导读】

随着新技术开辟了众多应用领域，人们对三维(3D)打印的兴趣激增，其中立体光刻技术是一种特别成功的方法。然而，由于光的线性吸收，这种技术需要在印刷卷的表面发生光聚合，这给树脂的选择和形状范围带来了基本的限制。一种有希望绕过这种界面模式的方法是超越线性过程，许多研究小组使用双光子吸收技术以真正的体积方式打印。使用双光子吸收技术，许多团队和公司已经能够制造出非凡的纳米级结构，但驱动这一过程所需的激光功率限制了打印尺寸和速度，阻碍了纳米级以外的广泛应用。

【成果掠影】

近日，哈佛大学罗兰研究所Daniel N. Congreve教授，通过使用对光强度和低阈值纳米胶囊具有二次依赖性的工艺，与其他二次工艺相比，展示了任意图案化光和固化大量树脂的能力。迫切需要提高体积打印的处理速度，以在实际时间尺度中提供复杂的分辨率打印。尽管通过多体素打印实现3D选择性所需的光学和算法工程超出了当前工作的范围，但展示了在几分钟内固化大量树脂，而不是使用基于 2PA 的打印所需的数十小时. 此外，与2PA相比，该方法可以使用更低能量的激光输入和更高的速度进行打印。相关成果以“Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing”发表在nature上。 

【数据概况】

图 1：用于 3D 打印的三重融合上转换。

图 2：调整上转换阈值。

图 3：上转换材料的耐用封装。

图 4：由 UCNC 促进的光聚合产生的印刷品。

在这里，作者使用三联体融合上转换在小于4毫瓦的连续波激励下进行体积打印。通过包封硅胶壳和溶解配体将上转换引入树脂。 进一步引入激子策略来系统地控制上转换阈值，以支持单像素或并行打印方案，打印的功率密度比基于双光子的3D打印所需的功率密度低几个数量级。使得3D打印技术获得了突破性进展。

参考文献：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