Свойства ультрафиолетового излучения, которым отверждают смолы в 3D-принтерах, ограничивают использование 3д печати. В частности, уменьшают их удобство применения в биомедицине. Исследователи из Москвы разработали присадку к обычным светоотверждаемым смолам, позволяя тем самым печатать изделия низкоинтенсивным инфракрасным светом, что делает этот метод более быстрым и дешевле существующих альтернатив.
Как правило светоотверждаемые смолы и полимеры, используемые в 3D-печати отверждаются под воздействием УФ-излучения. В 3Д принтерах используются полупроводниковые лазеры излучающие свет длиной 405 нм. Такие лазеры также используются для чтения и записи информации в системе Blu-ray
В некоторых ситуациях использование УФ-излучения может быть не возможным. В частности, он не подходит для 3Д печати в живых тканях - ультрафиолет вызывает повреждение биологических структур и быстро абсорбируется. Альтернативу этому составляет диапазон света 600-1000 нм, который глубоко проникает в ткани и вызывает меньше повреждений. Он содержит красное и инфракрасное излучение.
Может показаться, что физическое явление, лежащее в основе данного метода фотополимеризации, исключает использование ИК-излучения. Процессы полимеризации должны обеспечивать подходящее количество энергии. Фотон УФ-излучения несет в себе достаточно энергии, но не провоцирует реакцию. Проблема решена с помощью двухфотонной стереолитографии - сильный лазерный импульс может вызвать одновременное поглощение молекулой двух фотонов, которые в совокупности обладают достаточной энергией для инициирования реакции. Однако двухцветная стереолитография оказывается трудоемким методом и требует использования очень сильных лазеров, которые также могут повредить материал и быть дорогими.
Исследователи из Российской академии наук предложили альтернативный подход. Наночастицы, обогащенные ионами лантанидов: иттербия и тулия, добавленные к смоле. Из-за содержания этих довольно экзотических элементов наночастицы обладают очень интересными свойствами - они могут поглощать несколько фотонов с более низкой энергией, а затем излучать энергию с более высокой энергией. В этом случае они поглощают ИК-излучение (975 нм) и испускают УФ-отверждающую смолу.
Российские ученые протестировали свой метод, напечатав пространственные микроструктуры. Печать таким образом происходит быстрее, чем двухфотонная стереолитография, требуется лазер с относительно низкой мощностью и совместим с типичными УФ-отверждающимися смолами. Потенциальные применения наблюдаются в тканевой инженерии для восстановления фрагментов органов с использованием полимеров. Это, кажется, перспективное видение, но на всякий случай, в статье, описывающей новый метод, авторы предупреждают, что перед испытаниями рекомендуют тестирование биосовместимости своего материала.
Текст подготовлен компанией Unique-3D
ПОДПИСЫВАЙСЯ НА КАНАЛ И БУДЬ В КУРСЕ ПОСЛЕДНИХ НОВОСТЕЙ МИРА 3D ТЕХНОЛОГИЙ
КСТАТИ!
МОЖЕТ У ВАС ЕСТЬ ИНТЕРЕСНЫЕ НОВОСТИ И РАЗРАБОТКИ?
ПОДЕЛИТЕСЬ С НАМИ И МЫ РАССКАЖЕМ О НИХ ВСЕМУ МИРУ!
Свои идеи Вы можете прислать СЮДА
___________________________________________________________________________________
СИТАЛЛОВОЕ СТЕКЛО НАДЁЖНО УДЕРЖИТ МОДЕЛЬ ПРИ 3Д ПЕЧАТИ