玻璃陶瓷纳米级3D打印技术

双光子光刻是一种3D打印方法，与大多数激光3D打印技术不同，3D激光打印技术的分辨率受3D打印机激光点的大小限制，双光子聚合技术可将打印分辨率提高到更高的精度。对于医学研究领域，即用于药物输送、组织再生、化学和材料合成的应用而言，这项技术值得深入研究。我们介绍到国内外双光子光刻纳米级3D打印技术的研究进展。本期，借立陶宛维尔纽斯大学所进行的玻璃陶瓷材料纳米级3D打印研究，让我们再次踏入这个精美的微缩世界。

打印后再烧结，形成玻璃 – 陶瓷晶体结构

立陶宛维尔纽斯大学发表了题为 Additive-Manufacturing of 3D Glass-Ceramicsdown to Nanoscale Resolution 的论文。研究团队表示，这些非晶材料及其增材制造的产品，具有强大的潜在荧光或超导性，有助于产生恰当的量子点，并释放纳米生产的新潜力。

纳米3D打印的Vytis微缩版雕塑，左边是打印后的雕像，右边是在1200℃下烧结1小时后的雕像。图片来源：维尔纽斯大学。

在研究过程中使用的打印材料是玻璃陶瓷，或称为“溶胶 -凝胶” SZ2080，这是一种改良的硅胶和光聚合物，经常应用在医学研究中，用于制造UV保护涂层或量子点。在研究中，科研人员通过超快激光3D光刻技术打印了Vytis微型雕塑、立陶宛徽章、立方体、光子晶体结构和六角形支架等样件。

打印后的微结构（左）与烧结后的微结构（右）。 图片来源：维尔纽斯大学。

研究团队采用的是多步骤工艺，首先SZ2080材料被3D打印成所需形状，有几百纳米大小。随后，3D打印样件在高达1500℃的温度下进行烧结。研究团队称，烧结工艺分解了80％的材料成分，使打印样件收缩40-50％，并具有比打印部件更高的分辨率。二氧化硅和氧化锆前体存在于无机组分中，在最终烧结的陶瓷材料中会形成二氧化硅和氧化锆晶相，形成玻璃 – 陶瓷晶体结构，从而实现卓越的机械和化学性能。

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