最小的船,可接近纳米技术的3D打印船

最小的船,可接近纳米技术的3D打印船

2020-11-05 11:02:54 3

在此之前,我们已经看到了一些大型的3D打印船,但我敢打赌你从来没有见过如此小的船!来自荷兰莱顿大学的一个研究小组在SoftMatter杂志上发表了一篇论文,题目是“用胶体微泳器进行3D催化推进的3D打印”,该论文介绍了他们对生物微泳器的研究,如利用微型3D打印技术对细菌等进行的研究。他们有30微米长,可能是世界上最小的船只。

综合微泳器是一种模型系统,广泛应用于失衡现象的研究。与生物微掠物天然存在的形状和形态不同,合成微掠物迄今为止几乎仅限于球形。本文采用3D打印技术,在胶体尺寸范围内制作出复杂形状的微型游泳器。

在图1中,通过双光子聚合得到了不同三维打印粒子的SEM图像。(a)尖端的球形,(b)星际飞船,(c)螺旋,(d)螺旋,(e)三聚体,以及(f)3D桌面型飞船。

这个流行的3DBenchy模型提供了一个重要的基准功能,可以使用3D打印机进行校准、测试和比较,以确定它们是否能处理复杂、复杂的细节,以及是否喜欢进行挑Letton小组的项目集中在制造各种复杂形状的合成微游泳器。像上面所提到的,这些微小的物体通过化学反应使自己通过水和其它流体,通常只是球形,但是研究人员想知道它们是否能生成更复杂的形状。

研究人员正在测试一种叫做双光子聚合(2PP)的独特的3D打印过程,他们选择了3DBenchy模型,并想知道他们是否能打印出高精度、高精度的微型飞船。聚丙烯利用激光将复杂的图案和形状雕刻成与光线产生反作用的材料。

”“2PP已经成为一种非常强大的3D打印显微结构工具,它在形状和对称上非常灵活,可以形成亚微米分辨率的结构。此外,除了复杂的形状多样性之外,3D打印还提供了主动贴片定位方面的自由度,因为使用者可以决定贴片与待打印基材之间的颗粒取向方式,这就决定了主动贴片定位的研究者在论文中写道。

"2PP生产具有多种几何形状的微泳器的潜力很大,几乎可以生产出任意所需形状的颗粒"

就像你从上面的扫描电子显微镜图像中看到的那样,研究人员能够在他们的NanoscribePhotonicProfessional系统上打印出非常详细的微型3D模型。虽然这个基准船模型只有人发厚度的三分之一,但是它有烟囱,开放的驾驶室和一些小舷窗。3DBenchy的一种表面镀有铂金,通过产生气泡使周围的液体发生反应,从而推动气泡前进。但这并不是团队创造的最有效的形式。

研究者们还对螺旋球、尖刺球、螺旋球和三个球体进行了3D打印微泳,每一个球体的末端涂上了铂金。螺旋式和螺旋式最佳,它们以开瓶器的形式移动。

图是用来制备3D打印胶体微粒游泳剂的方法示意图。(a)颗粒设计的CAD图;(b)浸没模式下的双光聚合装置,其中物镜浸没在光刻胶中;(c)3D打印显影后颗粒阵列的扫描扫描图象;(d)用Pt/Pd,(e)用超声波将水中的颗粒与基质分离;(f)在过氧化氢溶液中的主动移动。

他说:“我们通过双光子聚合来建立3D打印的灵活性,使其能够生成高度复杂且小于10微米的粒子。在此基础上,进一步论证了3D打印可以通过使粒子向不同方向运动来控制其活动位置。研究者们写道:“通过对被动和主动状态下粒子运动的成像以及对其均方根位移的研究,我们可以验证粒子的胶体行为。”而且,我们发现粒子表现出与形状有关的行为,从而证明了我们的方法具有很好的潜力,可以更深入地研究与形状相关的活动和行为。


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标签: 3D打印船
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