隨著時間的推移，醫療3D打印也取得了長足的進展，但距離將3D打印組織移植到人類的那一天，還有很長的路要走。耶路撒冷希伯來大學的研究人員在研究中提出了一個問題，即缺乏可溶於水且適用於生物相容性材料的光引發劑。
Shlomo Magdassi教授在希伯來大學負責3D打印相關的研究突破。其於2015年就任大學3D打印中心主任，以幫助Nano Dimension開發Dragonfly 2020 3D打印機使用的導電油墨而聞名。並且，其引領了許多與先進3D打印材料相關的研究，如紫外線固化彈性體、形狀記憶聚合物等等。 Magdassi和同事Uri Banin最近領導了一項題為“使用半導體-金屬納米粒子作為光引發劑的水中快速3D打印”的研究。
該研究討論了半導體-金屬納米粒子作為3D打印工藝的光引發劑的應用。
研究人員解釋說：“光聚合技術是通過3D打印實現這種工藝的最通用技術，利用在光吸收時分解成自由基的光引發劑。我們報告了一系列基於混合半導體金屬納米粒子的3D打印光引發劑系列。與照射時消耗的常規光引發劑不同，這些顆粒通過光催化過程形成自由基。半導體納米棒在光吸收之後是電荷分離和電子轉移到金屬尖端，使氧化還原反應在有氧條件下形成自由基。”
浸入水中的顆粒在暴露於光輻射下時在水中產生自由基。那些自由基通過DLP技術創造3D結構。根據研究人員解釋稱：“這與常規的光引發劑不同，這些特定的光引發劑是非消耗性的，因此可以重複使用。此外，顆粒在水中消耗氧，防止其抑制聚合。”
“此外，由於它們的巨大的雙光子吸收截面，它們可以用於亞微米物體的高分辨率3D打印，”研究人員補充說。
雙光子聚合3D打印機可以產生比任何其他3D打印技術更高分辨率的物體。作為示例，Nanoscribe的3D打印機可以生產特徵尺寸為1μm或更小的物體。此外，Nanoscribe 3D打印機被研究人員用於打印半導體金屬雜化納米粒子。
研究人員繼續說道：“半導體和金屬部分可以根據其組成、尺寸、形狀和相對位置進行調整，以獲得光聚合中的最佳性能，特別是在3D打印中。”
可調特性包括：
半導體帶隙及其單光子和雙光子特性匹配諸如照射波長的打印特性；
半導體和金屬元件的相對能量優化電荷分離特性；
選擇有效的自由基形成，以獲得最佳性能；
納米顆粒表面塗層，允許在各種溶劑中的分散性；
研究人員總結道：“因此，我們設想進一步實現HNP作為PI UV固化油墨和3D打印應用的高潛力。”
據悉，本文的作者包括Amol Ashok Pawar、Shira Halivni、Nir Waiskopf、Yuval Ben-Shahar、Michal Soreni-Harari、Sarah Bergbreiter、Uri Banin和Shlomo Magdassi。
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