3D打印技术再获突破：无需逐层构建

3D打印技术虽然取得了不小的发展，但却始终摆脱不了一个限制，即物体必须从上到下逐层构建。近日，斯坦福大学开发了一种在固定体积的树脂内打印3D物体的方法。打印物体完全由厚树脂支撑，可从任何角度进行添加。

具体而言，这种类型的打印涉及通过容器的透明顶部和侧面照射光束或图案，容器内部是感光凝胶状树脂。当树脂暴露在光线下，它都会聚合（固化）。通过四处移动光源，使其到达树脂的不同部分，可以逐渐构建出一个三维物体。

此外，研究人员还通过一种称为“三重态融合上转换”的技术，使用高能蓝色激光在高度精确的位置聚合树脂。然而，如果将一束连续光束照射到容器中，树脂将沿着该光束的整个长度固化。为了解决这个问题，光束从低能红色激光开始。

为了实现这一点，特殊纳米材料的微小二氧化硅涂层液滴分散在整个树脂中。无论红光从哪个位置聚焦到这些液滴上，都会发生一连串的能量转移，将该光的低能红色光子转化为高能蓝色光子。最后，树脂在该精确点聚合。

研究作者Dan Congreve 教授说：“传统的双光子打印虽然与我们的新技术非常相近，但是却需要较大的激光功率才能运行，因此仅限于小（纳米或微米）尺度。而我们在运行过程中，激光功率要小的多。”

研究人员表示，他们正在探索在更高效的太阳能电池板中使用三重聚变上转换，这可以将低能光转换成可用的高能波长。

该研究论文题为“Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing”，已发表在《自然》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04485-8