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卡尔斯鲁厄理工学院和海德堡大学的研究人员开发了一种用于双光子微打印的光刻胶。它首次被用于制造具有纳米空腔的三维聚合物微结构。在《高级材料》中，科学家们报道了如何在印刷过程中控制孔隙率，以及这如何影响微结构的光散射特性。

光致抗蚀剂是一种印刷油墨，用于通过所谓的双光子光刻技术印刷三维最小的微结构。在印刷过程中，激光束在所有空间方向上穿过最初的液态光刻胶。光致抗蚀剂仅在激光束的焦点处硬化。这样就可以一点一点构建复杂的微结构。在第二步中，使用溶剂去除那些没有暴露在辐射下的区域。微米和纳米范围的复杂聚合物结构仍然存在。

基于这种工艺的双光子聚合——或双光子微印刷——已经被广泛研究了几年，特别是在用于单细胞生物实验的微光学、所谓超材料和微支架的生产中。为了扩大应用范围，需要新的可印刷材料。这是科学家参与KIT的起点，也是海德堡大学杰出的3-D物质定做(3DMM2O)集群。“在传统光致抗蚀剂的帮助下，只有透明的玻璃状聚合物才能被印刷出来，”基特的物理学家、这项研究的主要作者弗雷德里克迈耶说。“我们的新型光刻胶首次可以从多孔纳米泡沫中打印出三维微结构。这种聚合物泡沫具有尺寸为30至100纳米的空腔，

从透明到白色

弗雷德里克迈耶指出：“从来没有一种用于3D激光微打印的光刻胶能够打印‘白色’材料。”。就像多孔蛋壳一样，多孔纳米结构中的许多小孔使它们看起来是白色的。将白色粒子混合到传统的光致抗蚀剂中不会产生这种效果，因为光致抗蚀剂在印刷过程中必须对(红色)激光束透明。“我们的光刻胶，”迈尔说，“在印刷前是透明的，但印刷出来的物体是白色的，反射率很高。”卡尔斯鲁厄和海德堡的研究人员通过印刷像头发一样薄的Ulbricht球体(一种光学元件)证明了这一点。

另一个开发新应用的因素是多孔材料的极大内表面积。它可能适用于最小空间的过滤过程、高度防水的涂层或生物细胞培养。

卓越集团九个研究重点中的三个的合作揭示了新光刻胶的适用用途以及如何以最佳方式应用它。通过扫描电子显微镜和光学实验，研究人员展示了空腔在印刷结构中是如何分布的，以及如何通过改变印刷参数，特别是激光脉冲强度来控制它们的形成。卓越集群的工作由海德堡大学的材料科学家和基特大学的化学家和物理学家进行。