Новости отрасли

Российские ученые разработали новую технологию создания 3D-объектов из фотополимеров с наночастицами. Твердые микроструктуры любой формы можно будет получить с помощью низкоинтенсивного инфракрасного света.

Новая разработка может помочь в биомедицине, в области создания новых материалов и способов их конструирования для приложений 3D-лазерного рисования, микрообработки, голографии, микро- и оптоэлектроники, формирования оптических элементов, записи и хранения данных. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Исследованияподдержаны грантами Российского научного фонда (РНФ).

Ученые разработали новую технологию, которая позволяет создавать объемные структуры за счет запуска реакции фотополимеризации низкоинтенсивным инфракрасным светом. Ученым удалось создать 3D структуры размером от нескольких сантиметров до нескольких микрометров (с толщину человеческого волоса).

Фотополимеризация – это облучение полимера ультрафиолетовым светом, то есть излучением с энергией большей, чем у видимого света, но меньшей, чем у рентгеновского излучения. Этот принцип многим знаком от стоматологов – эффект применяется при создании самых современных пломб, светополимерных. Новая технология позволяет создавать твердые структуры с помощью инфракрасного излучения. Добиться этого удалось с помощью специальных наночастиц, которые обладают уникальным свойством: поглощая несколько квантов света (фотонов) с более низкой энергией, они излучают один фотон с более высокой энергией. Этот эффект называется апконверсией и позволяет преобразовать инфракрасное излучение в излучение с более высокой энергией – ультрафиолетовое, а оно в свою очередь запускает процесс фотополимеризации.

Ученые создали такие наночастицы, причем, в отличие от предыдущих исследований, авторам удалось достигнуть очень высокой эффективности преобразования инфракрасного света в ультрафиолетовое излучение. Уникальные свойства полученных частиц позволили авторам работы впервые показать возможность создания 3D-структур заданной формы за счет эффекта апконверсии.

«На сегодняшний день лишь в нескольких пионерских работах демонстрировалась фотополимеризация через процесс апконверсии. Однако в этих исследованиях не была продемонстрирована возможность формирования 3D-структур, что необходимо для дальнейшей разработки и внедрения этой инновационной технологии», — рассказал Кирилл Хайдуков, один из авторов исследования, младший научный сотрудник Федерального научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН.

Nanonews.ru