ロシアの科学者がナノ粒子ベースの高解像度レーザー3Dプリント法を開発

ロシアでの最近の研究により、特殊なナノ粒子を使用してこれまで不可能と考えられていた結果を達成する新しい 3D 印刷方法が開発され、バイオプリンティングやエレクトロニクスなどの分野での高解像度アプリケーションに大きな可能性が秘められています。ロシア科学アカデミー結晶学・物理学研究センターの物理学者からなる研究チームは、その研究結果を「ラピッドプロトタイピングアプリケーションのための高解像度3次元光重合支援ナノ粒子のアップコンバージョン」と題する論文で詳しく発表し、Scientific Reports誌に発表した。

多くの 3D 印刷技術、さらには 2 光子リソグラフィーと呼ばれるより高度なレーザーベースのシステムでも、共通の問題は、動作速度が比較的遅く、解像度が低いことです。同様のテクノロジーは、高度なソリューションが必要な場合、ワークフローがより複雑になり、設計の柔軟性が低くなる可能性がありますが、一般的には、より高いレベルでより高速に実行できます。

3D プリントを使用して構造を作成するという骨の折れる層ごとのプロセスは、主にこの遅い操作と解像度の不足が原因です。ロシアの研究者らが達成した画期的な成果は、印刷材料用の新しいタイプの粒子の創出である。粒子はより複雑かつ多次元的な方法で他の粒子に接続され、標準的な 2 光子リソグラフィー 3D 印刷技術によってもたらされる多くの制限を克服します。

2 光子リソグラフィー 3D 印刷技術では、通常、高強度レーザーを使用して樹脂ポットを選択的に硬化させ、特定の構造を形成します。樹脂中のモノマーはレーザーによって光重合されます。研究チームの新しいナノ粒子は、ナトリウム、ツリウム、イッテルビウム、フッ素でできている。これらはいわゆるアップコンバージョンナノ粒子 (UCNP) であり、2 つの光子で構成されています。光にさらされると、より多くの紫外線を放出します。このエネルギーは周囲の粒子を凝集させるために使用できます。

これらの UCNP を固化した材料に配置すると、3 次元のボクセルを作成できます。樹脂材料内の一点をターゲットにすると、3D 環境の厚さ全体にエネルギーを分散し、目的の構造をより迅速に作成できます。余分なエネルギーが放出されるということは、これまで使用されていたより高価で繊細なフェムト秒レーザーではなく、はるかに低出力の近赤外線 (NIR) レーザーを使用して同じ結果を達成できることを意味します。

ロシアの研究者による画期的な進歩により、2光子リソグラフィーによる3D印刷プロセスの速度と効率が向上しました。作成されるボクセルの解像度が高くなるということは、バイオプリンティングにもより適していることを意味します。しかし、樹脂タンクへのレーザーの浸透が浅いと、複雑な生物学的構造を印刷する際に問題が発生する可能性がありますが、この新しい方法では、組成物内のより深いところで光重合が起こるようになります。

この画期的な研究の共著者の一人であるシリル・カイドゥコフ氏は、「このアイデアは、さまざまなポリマー材料を使用して臓器や組織の損傷部分を置き換えることで、生物医学的目的、特に組織工学に使用できます。私たちの技術により、損傷を置き換えるために、生体組織内に望ましいサイズと特性を持つ構造を作成できるようになると期待しています。」と述べています。

出典: 3Dプリンティングインテリジェンスネットワーク

ロシアの科学者がナノ粒子ベースの高解像度レーザー3Dプリント法を開発

HP、NVIDIA AI で金属 3D プリントを加速

晋江産！中国初の3Dプリント「ヒールレスシューズ」がキャットウォークに登場

デジタルプロセスでは、DFMを使用して3Dプリントと従来の機械加工を組み合わせ、自動車部品の迅速な製造を促進します。

ポリライトの薛磊氏との独占インタビュー：大量生産の時代、数十台の金属機械が3Dプリント工場の出発点となる

広東科学院のビ・グイジュン研究員らが共同で「セラミックスの直接レーザー積層造形に関する研究の進展レビュー」を発表

米国の3D技術独占を打ち破り、Xitongは点光源スキャン3DプリントシステムRiver OSをリリース

ドイツのインダストリー4.0は失敗した！アディダスがスマートファクトリーを閉鎖

Trio Labsは、焼結プロセスと組み合わせて高精度の成形を実現するマイクロスケール金属3Dプリント技術RIPLを開発しました。

テクノロジーの探求丨セラミック 3D プリント技術はゲームのルールをどのように変えるのでしょうか?

金属材料の高スループット調製技術と応用事例

推薦する

マルチマテリアル3Dプリント技術が大きな進歩を遂げた

【中国を宣伝】イラスト：我が国の3Dプリント産業化が加速している

RapidFlight が Local Motors の 3D プリント IP ポートフォリオを買収し、ドローン技術の革新を推進

金属3Dプリント部品の加工における課題と解決策

三菱パワー、金属粉末ライセンス契約を締結し、積層造形事業を本格展開

オーバーン大学、付加製造の推進のため米陸軍から5000万ドルを受け取る

積層造形の典型的な応用シナリオ2: 衛星の主要部品の統合製造

CONTEXT レポート: 世界の 3D 印刷業界、「エントリーレベル」の台頭と「産業レベル」への変革に関する洞察

廃プラスチックを3Dプリントの消耗品として利用する研究の進歩

医師らは、呼吸器疾患の子供たちが自立して呼吸できるよう、3Dプリントの気管副木をカスタマイズする

再び論争勃発！コーディ・ウィルソンは3DプリントされたAR-15ライフルの設計図を公開する予定

マリス中国と南京師範大学が戦略協力協定を締結

Markforged 社は Hartwig 社と提携して米国中西部への事業拡大を図ります。

ある男性は10年間、重度の脊椎湾曲症に悩まされていたが、3Dプリントのおかげで完全に回復した。

ナイキの3Dプリントランニングシューズを履いたフェリックスは、オリンピックの女子400メートル走で1位となり、決勝に進出した。