Недавние российские исследования привели к разработке нового метода 3д печати, использующего специальные наночастицы для достижения результатов, которые ранее считались невозможными. Данную технологию можно применять в биопечати, электронике и других областях, где важная высокая разрешающая способность.

Общей проблемой многих методов 3д печати, в том числе и двухфотонной литографии, является относительно низкая скорость работы и недостаточное разрешение. Аналогичные технологии могут иметь более сложный рабочий процесс и меньшую гибкость с точки зрения дизайна, но они часто гораздо быстрее дают более детализированный результат.

Виноват в этом кропотливый послойный процесс 3д печати. Прорыв, достигнутый российскими исследователями, заключается в создании нового типа частиц, соединяющихся с другими гораздо более сложным и многомерным способом, что преодолевает большинство из ограничений присущих стандартной двухфотонной литографии. Новые наночастицы были созданы из натрия, тулия, иттербия и фтора. При воздействии света они будут равномерно излучать дополнительный УФ-луч, энергию которого можно использовать для полимеризации окружающих частиц.


Включение этих частиц в смолы помогает создавать трехмерные воксели. Ориентация одного пятна в материале позволяет распределять энергию по всей толщине среды, создавая желаемую структуру намного быстрее. Дополнительный выброс энергии также означает, что те же результаты могут быть достигнуты при использовании маломощного лазера вместо более дорогих и сложных фемтосекундных аналогов.


Прорыв российских исследователей увеличивает скорость и эффективность двухфотонной литографии. Созданные ими устройства с высоким разрешением идеально подходят для биопечати. В то время как неглубокое проникновение лазеров в испаритель может вызвать проблемы при создании сложных биологических структур, новый подход позволит фотополимеризацию проникать в ткани гораздо глубже.

«Эту идею можно применять в биомедицинских целях, в частности, в тканевой инженерии, замещая поврежденные части органов и тканей с помощью различных полимерных материалов. Мы ожидаем, что наша технология позволит создавать конструкции нужных размеров и свойств внутри живых тканей для замещения повреждений», — заявил Кирилл Хайдуков из ФНИЦ «Кристаллография и фотоника».