德国弗莱堡大学海王星实验室（NeptunLab）的科学家们发表了一系列引人注目的论文，将双光子聚合（2PP）三维打印的潜力推向了新的高度。该团队在2021年展示了以惊人的亚微米分辨率打印复杂铂金三维微结构的能力后，今年又以前所未有的速度成功打印出类似的钨结构以及单微米分辨率的嵌入式微流体芯片。在这三篇论文中，首席科学家曼努埃尔-卢茨（Manuel Luitz）都使用了UpNano GmbH公司的NanoOne 2PP 3D打印机。同时，UpNano 公司在成功聘用 Luitz 之后，将继续开发这项技术。

要更广泛地应用高分辨率 2PP 三维打印技术，有两个主要限制因素，一是打印速度，二是用于必要光聚合的可用材料。现在，Manuel Luitz 在弗莱堡大学工艺技术实验室（NeptunLab）工作期间，通过数年的努力，大大减少了这些限制。这项工作的成果已连续发表在三篇论文中，最新的一篇发表在《先进材料技术》（Advanced Materials Technology）上。

芯片通道清洁

在这一最新进展中，Luitz 及其同事利用 NanoOne 打印机确定了单微米嵌入式微流体芯片的开发方案。利用打印机的动力，研究小组能够打印出一种芯片，这种芯片可以通过芯片到世界的接口连接到压力驱动泵上。"这是微流控芯片制造领域的一个突破，因为高分辨率三维打印微流控芯片的主要障碍之一是清洗嵌入通道中的未固化材料。曼努埃尔-路易斯（Manuel Luitz）说："这使得我们能够制造出通道长度达20厘米的蜿蜒芯片、液滴发生器芯片和基于确定性横向位移的细胞分拣芯片，其柱直径为30微米，柱间距为4微米。"因此，使用 NanoOne 可以在不到 12 小时的合理时间内打印出厘米级尺寸和微米级分辨率的微流控芯片。

用 NanoOne 2PP 3D 打印机首次打印出钨（碳化钨）微结构。打印出的聚合物（左图）由 Manuel Luitz 等人（中图）进行分层，并还原成碳化钨（右图）。

钨

在此之前，Luitz 将 NanoOne 打印机用于一个非常不同的目的--这将极大地扩展使用 2PP 进行 3D 打印的材料范围。他 "驯服 "了钨和碳化钨，用于这种高分辨率增材制造工艺。这并非易事，因为这两种材料都以极高的硬度（莫氏硬度 9.0）和耐热性（熔点大于 3400 摄氏度）而闻名，因此很难加工。然而，用钨及其碳化物制成的高分辨率物体在发射器尖端、探针、微型工具以及超材料或催化等应用中需求量很大。

利用 NanoOne 打印机，我们能够设计出一种基于含有钨离子的有机-无机光刻胶的制造工艺。然后对聚合物部件进行热脱脂和还原，最后得到分辨率为 2 μm 的钨部件和分辨率为 7 μm 的碳化钨部件，"Manuel Luitz 说。

使用 NanoOne 2PP 三维打印机制作的新型铂金微结构。铂木桩结构（左图）和放大图（中图）以及独立的铂纳米柱（右图）由 Manuel Luitz 等人打印而成。

铂金

Luitz 在 "Institut für Mikrosystemtechnik - IMTEK "的海王星实验室成功地 "驯服 "了用于 2PP 三维打印的钨，这并不是突发奇想。该团队之前在铂方面也取得了类似的成果，他们能够制造出独立的纳米柱以及分辨率为 300 纳米的复杂三维铂微结构。这种小型结构将用于各种工程应用，包括超材料和催化，在这些应用中，铂的大表面积和物理化学特性是非常理想的。

"UpNano公司首席运营官兼联合创始人Denise Hirner表示："我们非常高兴Manuel能加入我们不断壮大的UpNano团队，""作为我们应用和材料开发团队的高级成员，他将继续推动2PP 3D打印技术的发展。