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首页 > 资讯中心青岛3D打印双光子聚合
发布时间：2024-04-09
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导读：进入21世纪以来， 3D打印领域取得了重大进步。最近，科(kē)學(xué)家应用(yòng)对双光子吸收 (2PA) 和双光子聚合 (2PP) 的理(lǐ)解来解锁3D打印、3D生物(wù)打印和微加工的新(xīn)可(kě)能(néng)性和应用(yòng)。新(xīn) 2PP 方法的开发為(wèi)创建亚微米分(fēn)辨率的结构打开了大门。本文(wén)介绍了 2PA 和 2PP 的现象、它们与传统的单光子吸收有(yǒu)何不同，以及2PP在生物(wù)打印中的应用(yòng)。此外，本文(wén)还重点介绍了2PP目前在生物(wù)打印中应用(yòng)的一些缺点，以及2PP在器官移植、药物(wù)开发和个性化医疗领域的未来发展方向。
双光子吸收 (2PA)、三線(xiàn)态和聚合 (2PP) 反应
两个光子会比一个更好吗？ 2PA 比单光子吸收 (1PA) 具有(yǒu)显着优势。这些优势带来了显微镜、微加工、光动力疗法和3D生物(wù)打印领域的重大创新(xīn)[1]。
传统的1PA 指的是人们早年在大學(xué)演讲厅可(kě)能(néng)听到的术语“吸收”或“吸收率”。基本原理(lǐ)是处于“基态”（S 0 ）的分(fēn)子吸收特定量子化能(néng)量的光子，占据基态分(fēn)子轨道的两个電(diàn)子之一被激发到“激发态”，也称為(wèi)“激发态”。 (S1 )。
图 1：apdt 通过 I 型和 II 型光动力机制生成 ROS 的 Jablonski 图。两种类型的 ROS 都可(kě)以损害生物(wù)分(fēn)子并破坏或杀死所有(yǒu)已知类别的病原微生物(wù)
从分(fēn)子的激发态，一些基本的化學(xué)和物(wù)理(lǐ)可(kě)以并且确实发生，如图 1 所示。激发态電(diàn)子最常见的跃迁是“松弛”回基态。这种弛豫过程将通过两种途径释放電(diàn)子吸收的能(néng)量：内部转换（热量）或释放光，这一过程通常称為(wèi)荧光[1]。然而，在某些芳香族分(fēn)子中，会发生跃迁，激发态電(diàn)子将“翻转其自旋”。这种转变称為(wèi)系统间跨越（ISC）。
ISC的结果是一种称為(wèi)“三重态”(T 1 ) [2] 的激发态。三重态很(hěn)特殊，因為(wèi)激发态電(diàn)子现在与基态的其余電(diàn)子具有(yǒu)相同的自旋。激发态電(diàn)子翻转其自旋的结果是三重激发态具有(yǒu)更長(cháng)的“寿命”。更長(cháng)的寿命是洪德定律和分(fēn)子轨道理(lǐ)论中的奥夫鲍原理(lǐ)的产物(wù)，该原理(lǐ)指出轨道最多(duō)可(kě)以容纳两个自旋相反的電(diàn)子。
由于三重态内激发态電(diàn)子的自旋对齐，電(diàn)子从激发态到基态的弛豫过程成為(wèi)“自旋禁止”跃迁。这是因為(wèi)激发态電(diàn)子需要自旋反转才能(néng)返回基态 (S 0 ) [1–3]。
这种弛豫过程被称為(wèi)磷光，可(kě)以在一些常见的家用(yòng)材料中看到，在没有(yǒu)電(diàn)源输入的情况下关灯后，这些材料会继续发光。分(fēn)子从单重激发态跃迁到三重激发态的能(néng)力受到多(duō)种因素的影响，但最重要的是重原子效应、共轭和平面性 [2]。
双光子吸收 (2PA)、三線(xiàn)态和聚合 (2PP) 反应
两个光子会比一个更好吗？ 2PA 比单光子吸收 (1PA) 具有(yǒu)显着优势。这些优势带来了显微镜、微加工、光动力疗法和3D生物(wù)打印领域的重大创新(xīn)[1]。
传统的1PA 指的是人们早年在大學(xué)演讲厅可(kě)能(néng)听到的术语“吸收”或“吸收率”。基本原理(lǐ)是处于“基态”（S 0 ）的分(fēn)子吸收特定量子化能(néng)量的光子，占据基态分(fēn)子轨道的两个電(diàn)子之一被激发到“激发态”，也称為(wèi)“激发态”。 (S1 )。
图 1：apdt 通过 I 型和 II 型光动力机制生成 ROS 的 Jablonski 图。两种类型的 ROS 都可(kě)以损害生物(wù)分(fēn)子并破坏或杀死所有(yǒu)已知类别的病原微生物(wù)
从分(fēn)子的激发态，一些基本的化學(xué)和物(wù)理(lǐ)可(kě)以并且确实发生，如图 1 所示。激发态電(diàn)子最常见的跃迁是“松弛”回基态。这种弛豫过程将通过两种途径释放電(diàn)子吸收的能(néng)量：内部转换（热量）或释放光，这一过程通常称為(wèi)荧光[1]。然而，在某些芳香族分(fēn)子中，会发生跃迁，激发态電(diàn)子将“翻转其自旋”。这种转变称為(wèi)系统间跨越（ISC）。
ISC的结果是一种称為(wèi)“三重态”(T 1 ) [2] 的激发态。三重态很(hěn)特殊，因為(wèi)激发态電(diàn)子现在与基态的其余電(diàn)子具有(yǒu)相同的自旋。激发态電(diàn)子翻转其自旋的结果是三重激发态具有(yǒu)更長(cháng)的“寿命”。更長(cháng)的寿命是洪德定律和分(fēn)子轨道理(lǐ)论中的奥夫鲍原理(lǐ)的产物(wù)，该原理(lǐ)指出轨道最多(duō)可(kě)以容纳两个自旋相反的電(diàn)子。
由于三重态内激发态電(diàn)子的自旋对齐，電(diàn)子从激发态到基态的弛豫过程成為(wèi)“自旋禁止”跃迁。这是因為(wèi)激发态電(diàn)子需要自旋反转才能(néng)返回基态 (S 0 ) [1–3]。
这种弛豫过程被称為(wèi)磷光，可(kě)以在一些常见的家用(yòng)材料中看到，在没有(yǒu)電(diàn)源输入的情况下关灯后，这些材料会继续发光。分(fēn)子从单重激发态跃迁到三重激发态的能(néng)力受到多(duō)种因素的影响，但最重要的是重原子效应、共轭和平面性 [2]。