生物微纳3D打印技术

QuantumXshape在3D微纳加工领域非常出色的精度，比肩于Nanoscribe公司在表面结构应用上突破性的双光子灰度光刻(2GL®)。全新的QuantumXshape的高精度有赖于其高能力的体素调制比和超精细处理网格，从而实现亚体素的尺寸控制。此外，受益于双光子灰度光刻对体素的微调，该系统在表面微结构的制作上可达到超光滑，同时保持高精度的形状控制。QuantumXshape不只是应用于生物医学、微光学、MEMS、微流道、表面工程学及其他很多领域中器件的快速原型制作的理想工具，同时也成为基于晶圆的小结构单元的批量生产的简易工具。通过系统集成触控屏控制打印文件来很大程度提高实用性。通过系统自带的nanoConnectX软件来进行打印文件的远程监控及多用户的使用配置，实现推动工业标准化及基于晶圆批量效率生产。

Nanoscribe利用双光子微光刻原理系列3D打印机能够轻松打印出精细结构分辨率高出100倍的三维微纳器件。生物微纳3D打印技术

Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2双光子无掩模光刻系统的设计多功能性配合打印材料的多方面选择性，可以实现微机械元件的制作，例如用光敏聚合物，纳米颗粒复合物，或水凝胶打印的远程操控可移动微型机器人，并可以选择添加金属涂层。此外，微纳米器件也可以直接打印在不同的基材上，甚至可以直接打印于微机电系统（MEMS）。PhotonicProfessionalGT2系统可以实现精度上限的3D打印，突破了微纳米制造的限制。该打印系统的易用性和灵活性的特点配以特别广的打印材料选择使其成为理想的实验研究仪器和多用户设施嘉定区双光子聚合微纳3D打印技术无机打印材料实现具有光学质量表面的玻璃微纳结构的3D打印制作。

Nanoscribe公司成立于2007年，总部位于德国卡尔斯鲁厄，秉持着卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的技术背景的德国卡尔蔡司公司的支持，经过十几年的不断研究和成长，已然成为微纳米生产的带领者，一直致力于推动诸如力学超材料，微纳机器人，再生医学工程，微光学等创新领域的研究和发展，并提供优化制程方案。如今，Nanoscribe客户遍布全球30个国家，超过1500名用户正在使用Nanoscribe3D打印系统。这些大学包含哈佛大学、加州理工学院、牛津大学、伦敦帝国理工学院和苏黎世联邦理工学院等等。为了拓展并加强中国及亚太地区的销售推广和售后服务范围，Nanoscribe于2017年底在上海成立了独资子公司-纳糯三维科技（上海）有限公司。自Nanoscribe进军中国市场以来，已有20多家出名大学和研究所成为了Nanoscribe用户，其中包括多所C9前列高校联盟成员，例如：北京大学，复旦大学，南京大学等等。

为了探索待测物微纳米表面形貌，探针扫描成像技术一直是理论研究和实验项目。然而，由于扫描探针受限于传统加工工艺，在组成材料和几何构造等方面在过去几十年中没有明显的研究进展，这也限制了基于力传感反馈的测量性能。如何减少甚至避免因此带来的柔软样品表面的形变，以实现对原始表面的精确成像一直是一个重要议题。Nanoscribe公司的系列产品是基于双光子聚合原理的高精度微纳3D打印系统，双光子聚合技术是实现微纳尺度3D打印有效的技术，其打印物体的特别小特征尺寸可达亚微米级，并可达到光学质量表面的要求。NanoscribePhotonicProfessionalGT2使用双光子聚合(2PP)来产生几乎任何3D形状：晶格、木堆型结构、自由设计的图案、顺滑的轮廓、锐利的边缘、表面的和内置倒扣以及桥接结构。PhotonicProfessionalGT2结合了设计的灵活性和操控的简洁性，以及普遍的材料-基板选择。因此，它是一个理想的科学仪器和工业快速成型设备，适用于多用户共享平台和研究实验室。  长远来看，3D打印将颠覆传统制造，实现大规模的个性化服务提供。

Nanoscribe的PhotonicProfessional设备可用于将不同折射率的龙勃透镜和其他自由形状的光学组件打印于微孔支架材料上（例如孔状硅材及二氧化硅）。突出特点是不再像常规的双光子聚合（2PP）那样在基体表面进行直写，而是在孔型支架内。通过调整直写激光的曝光参数可以改变微孔支架内材料的聚合量，从而影响打印材料的有效折射率。采用全新SCRIBE技术（通过激光束曝光控制的亚表面折射率）可以在保证亚微米级别的空间分辨率同时，对折射率的调节范围甚至超过0.3。为了证明SCRIBE新技术的巨大潜力，科研人员打印了众多令人瞩目的光学组件，例如已经提到的龙勃透镜。此外科研人员还打印了消色差双合透镜（如图示）。通过色散透镜聚焦的光因波长不同焦点位置也不尽相同。通过组合不同折射率的透镜可帮助降低透镜的色差。在给出的例子中，成像中的荧光强度和折射率高度相关，同时将打印的双透镜中的每个单独透镜可视化。  特别常见的微纳3D打印方法是增材制造。金山区芯片上微纳3D打印技术

越来越多的艺术家、设计师参与到3D打印技术的应用中。生物微纳3D打印技术

双光子聚合（2PP）是一种可实现比较高精度和完全设计自由度的增材制造方法。而作为同类比较好的3D微加工系统QuantumXshape具有下列优异性能：首先，在所有空间方向上低至100纳米的特征尺寸控制，适用于纳米和微米级打印；其次制作高达50毫米的目标结构，适用于中尺度打印。高速3D微纳加工系统QuantumXshape可实现出色形状精度和高精度制作。这种高质量的打印效果是结合了特别先进的振镜系统和智能电子系统控制单元的结果，同时还离不开工业级飞秒脉冲激光器以及平稳坚固的花岗岩操作平台。QuantumXshape具有先进的激光焦点轨迹控制，可操控振镜加速和减速至比较好扫描速度，并以1MHz调制速率动态调整激光功率。QuantumXshape带有独特的自动界面查找功能，可以以低至30纳米的精度检测基板表面。这种在比较高扫描速度下的纳米级精度体现，再加上自校准程序，可在特别短的时间内实现可靠和准确的打印，为3D微纳加工树立了新榜样。这些优异的性能使QuantumXshape成为快速原型制作和应用于微纳光学、微流体、材料表面工程、MEMS等其他领域中晶圆级规模生产的理想工具。    生物微纳3D打印技术