Ученые ИБХФ РАН повысили точность и скорость 3D-печати микролинз

Ученые Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля (ИБХФ РАН) совместно с американскими коллегами исследовали фотохимические свойства и реакционную способность оригинального фотосенсибилизатора для 3D-печати. Результаты исследования позволят повысить технологичность производства материалов для 3D-печати рентгеновских микролинз методом двухфотонной литографии.

Асферическая рентгеновская линза: вид в разрезе под сканирующим электронным микроскопом (А), вид цельной структуры под сканирующим электронным микроскопом (B), результат конфокальной микроскопии (С)

Изготовление микрооптических элементов с высокими значениями кривизны остается непростой задачей. Существующий дефицит мощностей для производства наноразмерной продукции затрудняет процессы создания чипов для микроэлектроники и требует поиска новых подходов. Подобрав оптимальные условия для производства наноразмерных микроструктур методом двухфотонной литографии исследователи смогли улучшить показатели скорости и точности 3D-печати микролинз для фокусировки рентгеновского излучения.

Ученые обнаружили, что за счет модификации структуры фотоинициатора на основе бензилиденциклопентанона метакрилатными группами, родственными структуре мономера, можно усилить фотохимическую реакционную способность инициатора и его растворимость в системе. 

«Общие химические правила растворимости можно охарактеризовать так: подобное растворяется в подобном. Введя в структуру фотоинициатора фрагменты, похожие на мономер, выступающий в том числе растворителем в системе, мы добились лучшей растворимости фотоинициатора», — пояснил соавтор исследования и старший научный сотрудник ИБХФ РАН Алексей Костюков.

Электронная микроскопия 3D-печатного образца с перколяционными линиями

Предложенный подход положительно сказался на скорости и точности 3D-печати. Достигнутый результат — модельные структуры размером менее 100 нм с детализацией до 45 нм при линейной скорости печати 180 мкм/с и мощности лазера 5 мВт. Это позволяет изготавливать конструкции со сверхразрешающей способностью, такие как микрооптические линзы для рентгеновского излучения.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и частично в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.