Исследователи UMass Amherst разрабатывают альтернативу 3D-печати высокого разрешения по методу двухфотонной полимеризации

В отличие от дорогостоящих фемтосекундных лазеров, необходимых для полимеризации материалов в процессе двухфотонной полимеризации (TPP), новый метод команды предполагает использование светодиодного источника видимого света со значительно меньшей интенсивностью и использует механизм передачи энергии между двумя молекулами в их триплетном состоянии, который называется триплет-триплетной аннигиляцией (Triplet-Triplet Annihilation, TTA). Подобный подход по словам ученых все еще способен достигать субмикрометровых размеров элементов, поэтому они утверждают, что он теперь может "открыть дверь к дешевому производству с субмикронным разрешением".

В своей первоначальной экспериментальной установке TTA исследователи использовали светодиодный источник зеленого света низкой интенсивности для печати смолой, состоящей из палладия, октаэтилпорфина и дифенилантрацена. В результате экспериментов они смогли получить квадратные паттерны стабильного размера и формы со сторонами от 0,55 до 4,5 мкм, которые даже при создании с использованием наименее точных параметров отклонялись всего на 0,3 мкм.

После нескольких итераций команда создала установку, в которой воксели печатались по одному за раз, а затем фокус установки смещался, чтобы направить свет на следующий слой. Этот подход позволил создавать более сложные модели при времени освещения менее 0,1 секунды на воксель.

По мнению ученых, их подход способен "стимулировать дальнейшие инновации в области 3D-печати высокого разрешения", а при дальнейшем развитии и разработке новых рецептур смолы, в будущем он может достичь еще более высокого разрешения и скорости печати.

Выводы исследователей подробно изложены в статье "Triplet–Triplet Annihilation Photopolymerization for High-Resolution 3D Printing".