勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種改進雙光子光刻(TPL)的方法，這是一種納米級的3D打印技術，可以幫助醫(yī)生進行X射線CT掃描，分析人體內的3D打印植入物。

     與大多數(shù)激光3D打印技術不同的是，雙光子光刻技術在分辨率上受到3D打印機激光點大小的限制，因此可以將打印分辨率提高到極致。這是因為TPL（通常涉及使用載玻片，透鏡和浸沒油）使用光致抗蝕劑材料，其同時吸收兩個光子而不是一個光子。

近日，LLNL研究人員通過對3D打印過程使用抗蝕劑材料有了一些重要發(fā)現(xiàn)，找到了大幅提高TPL的分辨率的方法。他們的發(fā)現(xiàn)是將整個過程顛倒過來 - 將抗蝕劑材料直接應用到鏡頭上，并將3D打印機的激光器通過抗蝕劑進行對焦，可以打印出尺寸小于150納米但高度仍為幾毫米的三維微結構。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，可以將3D打印過程中使用的光敏聚合物抗蝕劑的衰減提高10倍以上，增加（或減少）抗蝕劑能夠吸收的X射線。這是通過“折射率匹配”使得抗蝕劑材料的折射率與透鏡的浸入介質匹配實現(xiàn)的，從而允許3D打印機的激光以最小的干擾進行傳遞。通過部署這種指數(shù)匹配技術，LLNL團隊表示，TPL最終可用于3D打印更大的部件，小至100納米。

LLNL研究人員發(fā)現(xiàn)調節(jié)抗x射線吸收能力還有另一個重要的連鎖效應。通過制作吸收更多的x射線的3D打印物體，研究人員理論上可以制作3D打印的身體植入物，使用外部x射線CT掃描儀或其他成像設備檢查。

由于3D打印植入物的調諧特性使其對CT掃描儀高度可見，因此醫(yī)生不需要移除這種植入物以查看是否具有例如內部缺陷。

這些可調諧材料也有藥用之外的用途。研究人員說，優(yōu)化的TPL過程可用于建立國家點火裝置的內部結構，LLNL的大型激光慣性約束聚變（ICF）研究設備，用于實現(xiàn)聚變點火。這個過程的其他用途還包括3D打印光學和機械的超材料，以及3D打印的電化學電池。

目前的重點是通過并行化來加快打印過程，最終實現(xiàn)更小的特性和更高的功能。研究人員認為3D打印過程終有一天會被用來制造關鍵部件。