Badanie wygląda na miękkie materiały w 3D Microprinting z 2 litografią Photon

W badaniu analizowanych i omawianych jest kilka materiałów, w tym: S1) fotopowielacz chemicznie amplifikowany, poli (tetrahydropiranyl)metakrylan metakrylan-ko-metyl) z 2-fotonowym generatorem fotokwasu; S2) Dow Corning Silgard 182 z (n-5-cyklopentadienylo-metylo) -trimetylo-platyną jako materiałem aktywnym; i S3) Fotoutwardzalna żywica Norland NOA 63 z niejonowym 2-fotonowym generatorem fotokwasu.

"Zbadaliśmy również zastosowanie cząsteczek absorbujących 2-fotonowe w celu zwiększenia aktywności konwencjonalnych związkównie ma wystarczającej światłoczułości 2-fotonowej "- twierdzą naukowcy. "Obejmują one: S4) hydrożele na bazie poli (glikolu etylenowego) i metakrylanu hydroksyetylu z 2,2-dimetoksy-2-fenylo-acetofenonem i sensybilizatorem 2-fotonowym, S5) fenolowe szkło molekularne usieciowane kwasem katalizowanym TMMGU z generatorem fotokwasu i 2-fotonowy fotosensybilizator i S6) analogi epoksydowe i tiiranowe SU8 z jonowym PAG z fotouczulaczem 2-fotonowym kumaryny-7. "

Celem badań jest zbudowanie silnej struktury 3D z właściwości i struktury w zakresie kilku mikronów lub mniej. Wybrano materiały pod względem właściwości mechanicznych, właściwości optycznych, odporności na rozpuszczalniki, w tym wodę, oraz charakterystyki modyfikacji powierzchni. Materiały muszą być w stanie wytworzyć grubą "folię", którą można wytłaczać gładko, ale nie tracąc kształtu po wytłoczeniu. Materiały miękkie, kontynuują badacze, muszą być traktowane inaczej niż materiały sztywne

"PDMS stosowany w S2 jest bardzo lepkim olejem, który zawiera fotoaktywny katalizator hydrosililowania" - kontynuują. "Wyzwania związane z procesem wynikają z mobilności nieusieciowanego polimeru i potrzeby opracowania i usunięcia nieprzereagowanego oligomeru w procesie ujemnego tonu. Ten aspekt przetwarzania może prowadzić do znacznego pęcznienia i powodować duże obciążenia mechaniczne na materiałach. "

Istniejące systemy fotopolimerowe mogą być stosowane do drukowania tych materiałów, ale naukowcy zauważają, że związki fotoaktywne (PAC) nie są wystarczająco aktywny w warunkach dwufotonowych. Zalecają dodanie sensybilizatora, który ma charakterystykę pochłaniającą dwa fotony przy długości fali bliskiej podczerwieni.

Drukowanie 3D hydrożeli może być przeprowadzane, ale reagenty muszą być rozpuszczalne w wodzie. Stwarza to, jak to opisują naukowcy, skomplikowaną sytuację, w której muszą być stosowane typowo nierozpuszczalne w wodzie związki światłoczułe i sensybilizatory. W systemie S4 rozpuszczalne w wodzie monomery winylu połączono z PAC benzofenonu i sensybilizatorem dwufotonowym, który był wyjątkowo hydrofobowy. Aby wprowadzić te wodne materiały, użyto związków powierzchniowo czynnych, takich jak niejonowe środki powierzchniowo czynne i cyklodekstryny.

Naukowcy podsumowują, że perspektywy szybkiego wytwarzania mikroprintów 3D i złożonych nanostruktur poprawiają się jako nowe dwa oparte na fotonach systemy drukowania 3D. Jednak materiały obecnie pozostają w tylenarzędzia.

"Systemy cieczowe są prostsze do tworzenia i pracy, ale brakuje im rozdzielczości systemów suchych", stwierdzają naukowcy. "Nie ma jeszcze standardowych 2-fotonowych PAC i wzorcowych materiałów w sposób, w jaki chemicznie wzmocnione fotorezystory mają konsekwentnie znormalizowane strategie i chemię. Wraz z rozwojem nowych materiałów i koncepcji mikrodruk 3D stanie się znacznie ważniejszy niż obecnie i zostanie zintegrowany z nanomanifakturą. "

Autorami artykułu są Christopher K. Ober, Ziwei Liu, Roselynn Cordero i Alicia Cintora.