近日，斯圖加特馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的科學家們使用3d打印技術從聚合物材料制造具有納米尺寸特征和出色聚焦能力的x射線透鏡。
科學家發(fā)明了的納米3d打印聚合物x射線透鏡
這項新技術使他們能夠在一分鐘內(nèi)制造出具有極其有利的x射線光學特性的每個單透鏡，從而降低了原型制造和制造的成本?？茖W家們?yōu)樗麄兊陌l(fā)明申請了zhuanli。
x射線顯微鏡是獨特地結合納米尺寸分辨率和大穿透深度的成像工具。 x射線顯微鏡或xrm是能夠以高分辨率研究埋藏特征的技術，例如，它允許您在不破壞計算機*處理單元的情況下查看其中的缺陷，使微機械在工作條件下可見，并研究自然環(huán)境中細胞的細胞器。然而，x射線的聚焦需要具有挑戰(zhàn)性的納米級幾何形狀的光學器件。由于其復雜的納米制造方法，單個鏡頭可能花費高達數(shù)萬歐元。
斯圖加特馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的現(xiàn)代磁系統(tǒng)和物理智能部門已經(jīng)聯(lián)手尋找一種新的，更便宜的方法來制作3d kinoforms，會聚透鏡，能夠有效地聚焦x射線。 kinoforms以非理想的近似圖案制造，并且需要復雜的多步驟制造工藝。這就是3d打印發(fā)揮作用的地方。他們發(fā)現(xiàn)飛秒雙光子納米3d打印是制造這種衍射x射線光學元件的佳方法。
“我們使用了飛秒脈沖紅外(ir)激光器，以及可以通過同時吸收多個紅外光子來聚合的光刻膠，以寫入小于光波長的結構”，umut t. sanli博士解釋說。“通過這種方式，我們實現(xiàn)了挑戰(zhàn)性的x射線透鏡幾何結構，具有納米級特征和非常高的聚焦效率，”他繼續(xù)說道。初步結果顯示，使用直接軟x射線成像和ptychography的3d打印的kinoforms表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，效率高達20%。
由于輻射損壞，幾乎每年都需要更換xrm的x射線光學系統(tǒng)。因此，重要的是找到高產(chǎn)量的制造工藝來制造x射線透鏡。“選擇合適的材料是制造過程的關鍵部分，”micro / nano集團負責人kahraman keskinbora博士解釋道。他和他的團隊選擇雙光子聚合(2pp)聚合物來制造x射線透鏡。“我們意識到2pp-聚合物具有非常有利的x射線光學特性，只能與鈹 ，一種劇毒元素， 以及非常昂貴的鉆石相匹配。”
此外，鈹和金剛石都很難成形在納米尺度上進入所需的3d輪廓。 “使用新發(fā)明，鏡頭的3d打印只需不到一分鐘，因此，x射線鏡頭的原型制造和制造成本大大降低。此外，聚合物鏡片制造安全，一旦優(yōu)化，制作很簡單。
中國3d打印網(wǎng)點評：通過將幾個鏡頭組合在一起向前邁進了一步。通過集成各種光學器件，我們可以有效地控制和操縱x射線波陣面。隨著幾個鏡頭和其他波前成形元件一個接一個地定位，我們可以優(yōu)化這些集成的x射線光學系統(tǒng)，即使是非常堅硬的x射線能量范圍，因此，有許多新的研究場所可供遵循。
(原標題：科學家發(fā)明了的納米3d打印聚合物x射線透鏡)