用三個直徑0.9微米的硅土球，3D打印出迄今為止最微小的納米雕塑

2016年10月，南極熊曾深度揭秘了雙光子3D打印技術，以及中科院理化所在雙光子3D打印領域中的進展。

新年之初，一張3微米高的微笑雪人照片席卷網(wǎng)絡，加拿大西安大略大學實驗室的科學家們借助電子束微影系統(tǒng)，用三個直徑只有0.9微米的硅土球堆成了它。憨態(tài)可掬的表情讓人們過了一把圍觀微觀雕塑的癮。但現(xiàn)在，人們無需手動，用3D打印就能制作出這樣可愛的微觀雕塑。

據(jù)美國“3D打印者”博客報道，藝術家喬迪·赫維茨使用雙光子激光直寫技術，3D打印出了迄今為止最微小的納米雕塑。這種雙光子3D打印能夠達到高標準高精度要求，預計將推動3D打印市場的細化發(fā)展。

工業(yè)領域使用的3D打印技術往往采用分層制造原理，打印成品的層與層之間精度存在上限。因此現(xiàn)有的3D打印機很難制造出高精度的器件，如光學元件或微納尺度的結構器件等。如今，一種名為“雙光子激光直寫”的技術則完美解決了該問題，使用這種技術的3D打印被稱為“雙光子3D打印”。

理化領域中，物質(zhì)對光的吸收作用被應用到多個方面，比如用紫外光照射一些光敏聚合物質(zhì)，被光照射到的那部分就會固化成物體。大多數(shù)物質(zhì)對光的吸收都是以一個光子為單位，一次吸收一個光子。但某些情況下，由于物質(zhì)擁有特殊能級躍遷模式，會出現(xiàn)同時吸收兩個光子的情況，即“雙光子吸收效應”。

實現(xiàn)該效應的條件嚴格，需要特定物質(zhì)和極高能量密度。當條件滿足時，人們可利用激光聚焦，將反應區(qū)域局限在焦點附近的極小位置。通過納米級別的精密移動臺，使激光焦點在光敏物質(zhì)內(nèi)移動。但凡焦點經(jīng)過的位置，光敏物質(zhì)都會變性固化，從而打印出任意形狀的3D物體。

這種技術成熟后，能提供給用戶一種高端而便捷的手段設計和加工各種各樣的微納結構，比如科研中使用的光子晶體和光纖頂端加工的內(nèi)窺鏡。藝術領域中，不光可以用它來創(chuàng)作微觀雕塑，還能復寫世界各地的建筑原貌。這意味著極多的現(xiàn)實信息將可以被縮小微觀級別，不為肉眼所見。

除了優(yōu)勢，專家也指出雙光子激光直寫技術所適用的光敏物質(zhì)種類有限，將打印完畢的物體固定下來需要復雜繁瑣的加工過程。想要用這種技術打印大尺度的產(chǎn)品目前難以實現(xiàn)。3D打印在過去一年中數(shù)次登上科技新聞的頭條，從殘奧會上的3D打印假肢，到流傳日韓網(wǎng)絡的3D打印仿真槍，從米其林廚師試用的3D食物打印機到迪拜3D打印的未來辦公室建筑。納米級領域的突破將拓寬該技術的應用范圍，助力制造業(yè)的未來變革。

來源：北京青年報