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德國(guó)Nanoscribe 微納3D打印應(yīng)用領(lǐng)域及優(yōu)勢(shì)
光子器件應(yīng)用是Nanoscribe公司的應(yīng)用領(lǐng)域,，其在生命科學(xué)中的應(yīng)用,，尤其是三維細(xì)胞技術(shù)也開始出現(xiàn),，并且越來(lái)越顯示出其巨大的應(yīng)用前景,。公司已經(jīng)把儀器出售給生物學(xué)家,，這些生物學(xué)家設(shè)計(jì)了許多不同的三維結(jié)構(gòu)以進(jìn)行細(xì)胞的各種測(cè)試工作,。與傳統(tǒng)的二維試驗(yàn)相比,，三維結(jié)構(gòu)的細(xì)胞測(cè)試可以讓生物學(xué)家們了解細(xì)胞在人體內(nèi)部是如何工作的。例如,，有人采用Nanoscribe的系統(tǒng)制備了柱狀結(jié)構(gòu)支撐的蛛網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu),，如圖1所示,。其柱狀結(jié)構(gòu)是剛性組織，細(xì)小的連接線結(jié)構(gòu)可以發(fā)生變形,，并且變形程度可測(cè),。當(dāng)干細(xì)胞脫落到這種結(jié)構(gòu)中時(shí)，會(huì)橫跨在蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)上,，從而引起蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變形,。生物學(xué)家就是利用這種變形來(lái)研究細(xì)胞是如何施加作用力的。例如,，如果它們發(fā)現(xiàn)它們處于剛性的環(huán)境中,，它們就會(huì)轉(zhuǎn)化成骨細(xì)胞。受次啟發(fā),，生物學(xué)家們可以通過(guò)控制干細(xì)胞所處的環(huán)境來(lái)達(dá)到分化細(xì)胞的目的,。
在另一個(gè)生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的例子中，一種類似于籃球狀的結(jié)構(gòu)用于儲(chǔ)存單個(gè)細(xì)胞,，這被用來(lái)研究細(xì)胞在相距多大距離的時(shí)候會(huì)發(fā)生相互作用,。盡管這些結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，但是生物學(xué)家們利用這一儀器只用三十分鐘就成功制作它們,，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)非常小,，生物學(xué)家們可以在同一基體上試驗(yàn)各種參數(shù)。這樣通過(guò)組合研究摸索,，可以很快找到***合適的制作參數(shù),。
Nanoscribe公司的微納3D打印系統(tǒng)很容易操作，即使只有很少甚至毫無(wú)物理學(xué)背景的用戶都可以操作,。樣品托可以同時(shí)容納十個(gè)含有不同光刻膠和不同結(jié)構(gòu)的基體,，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加以編輯。但是并不是所有的客戶都可以設(shè)計(jì)自己的結(jié)構(gòu),。為了解決這個(gè)問(wèn)題,，Nanoscribe公司同時(shí)為客戶提供設(shè)計(jì)服務(wù)，他們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域具有多年的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),。盡管很多客戶大都選用標(biāo)準(zhǔn)的光刻膠,，但是也有一些場(chǎng)合需要特殊的材料。因此,，Nanoscribe公司注冊(cè)并開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光刻膠,，尤其是以雙光子聚合效應(yīng)為主的應(yīng)用領(lǐng)域?；陔p光子聚合激光3D直寫提供了一種有效的解決方案,，而且微納3D打印系統(tǒng)是目前實(shí)現(xiàn)納尺度3D打印*的一種技術(shù)。
不同于傳統(tǒng)的微立體光刻(是一種單光子微立體光刻工藝),，基于雙光子聚合激光直寫3D打印是基于雙光子聚合原理(或者多光子吸收,，multiphoton-absorption),。
雙光子聚合是物質(zhì)在發(fā)生雙光子吸收后所引發(fā)的一種光聚合過(guò)程，雙光子吸收是指物質(zhì)的一個(gè)分子同時(shí)吸收兩個(gè)光子,，雙光子吸收的發(fā)生主要在脈沖激光所產(chǎn)生的*激光焦點(diǎn)處,，光路上其它地方的激光強(qiáng)度不足以產(chǎn)生雙光子吸收，并且由于所用光波長(zhǎng)較長(zhǎng),，能量較低，相應(yīng)的單光子吸收過(guò)程不能發(fā)生,。