美國(guó)西北大學(xué)DLP 3D打印鏡片,，iPhone變身檢測(cè)疾病顯微鏡

2018年3月29日,，南極熊獲悉,，美國(guó)西北大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種3D打印毫米級(jí)成像鏡頭的新方法。 該技術(shù)可用于定制隱形眼鏡或?qū)�iPhone變成能識(shí)別疾病的顯微鏡,。

使用3D打印的技術(shù)來制造透鏡,，存在著很多難題，比如在層與層之間一旦產(chǎn)生錯(cuò)層,，則整個(gè)透鏡就會(huì)廢掉,。因此，使用其他的方法似乎更加實(shí)際一些,。

當(dāng)西北大學(xué)的工程師最近嘗試3D打印自己的鏡片時(shí),，他們遇到了這個(gè)問題：鏡片彎曲層由光固化樹脂制成，產(chǎn)生可見的層紋,，根本不適用于任何類型的成像應(yīng)用,。

西北大學(xué)機(jī)械工程學(xué)副教授孫程描述了這樣一個(gè)事實(shí)：“我們意識(shí)到層層疊加造成了表面粗糙，層厚通常為5微米,，而可見光的波長(zhǎng)為約0.5微米,，這會(huì)產(chǎn)生粗糙的表面�,！�

當(dāng)然,，這個(gè)結(jié)果是可以預(yù)料的，所以研究人員想到了其他3D打印鏡頭的方法,。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究,，他們決定嘗試兩步分層和拋光的過程 - 如果DLP樹脂3D打印機(jī)本身不會(huì)產(chǎn)生完美光滑的表面，為什么不用輔助手來補(bǔ)充該過程,？

“首先,，我們使用灰度圖像在步驟之間創(chuàng)建更多的轉(zhuǎn)換，”Sun說。 “然后,，我們用相同的光固化樹脂涂覆表面,，形成進(jìn)一步平滑表面的彎月面�,！�

經(jīng)過100多次嘗試,，研究人員終于實(shí)現(xiàn)了他們的目標(biāo)：3D打印的透明鏡片具有光滑的表面（小于7納米表面粗糙度），適用于成像應(yīng)用,。

但是3D打印研究的激動(dòng)人心的部分不僅僅是西北大學(xué)能夠3D打印功能鏡頭,，畢竟，德國(guó)光刻專家Nanoscribe,、中國(guó)深圳摩方材料等其他團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得了一些成功,。獨(dú)特成就是研究人員現(xiàn)在能夠提高制造這些鏡片的絕對(duì)速度。

“如果你想制作一個(gè)鏡頭,，你想在兩個(gè)小時(shí)還是兩個(gè)星期內(nèi)制作鏡頭,？”研究的主要作者Xiangfan Chen（應(yīng)該是中國(guó)人）問道。 “我們對(duì)這個(gè)鏡頭感到非常興奮,�,！�

拋光3D打印鏡頭的應(yīng)用很多。 Sun說,，光學(xué)和生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的許多設(shè)備都可以從這種鏡頭中受益,，研究人員現(xiàn)在計(jì)劃制作更大尺寸的3D打印鏡頭。

但這些樹脂鏡片最令人興奮的未來應(yīng)用之一可能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,。研究人員認(rèn)為,，他們快速制造的鏡片最終可用于內(nèi)窺鏡或光學(xué)顯微鏡，這可以幫助檢測(cè)癌癥等疾病,。

這些鏡頭甚至可以被未開發(fā)區(qū)域的醫(yī)療專業(yè)人員用于診斷成像,。另一方面，它們也可以用作定制隱形眼鏡來抵抗圓錐角膜,，角膜疾病的影響,。

Sun說：“到目前為止,，我們嚴(yán)重依賴拋光鏡片耗時(shí)且成本高昂的工藝,。” “通過3D打印,，現(xiàn)在您可以快速自由設(shè)計(jì)和定制鏡頭,。”

“Advanced Materials”雜志發(fā)表的研究成果 “High‐Speed 3D Printing of Millimeter‐Size Customized Aspheric Imaging Lenses with Sub 7 nm Surface Roughness”

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201705683

編譯自：3ders

很好的工作