美国西北大学DLP 3D打印镜片，iPhone变身检测疾病显微镜

2018年3月29日，南极熊获悉，美国西北大学的研究人员发现了一种3D打印毫米级成像镜头的新方法。 该技术可用于定制隐形眼镜或将iPhone变成能识别疾病的显微镜。

使用3D打印的技术来制造透镜，存在着很多难题，比如在层与层之间一旦产生错层，则整个透镜就会废掉。因此，使用其他的方法似乎更加实际一些。

当西北大学的工程师最近尝试3D打印自己的镜片时，他们遇到了这个问题：镜片弯曲层由光固化树脂制成，产生可见的层纹，根本不适用于任何类型的成像应用。

西北大学机械工程学副教授孙程描述了这样一个事实：“我们意识到层层叠加造成了表面粗糙，层厚通常为5微米，而可见光的波长为约0.5微米，这会产生粗糙的表面。“

当然，这个结果是可以预料的，所以研究人员想到了其他3D打印镜头的方法。经过长时间的研究，他们决定尝试两步分层和抛光的过程 - 如果DLP树脂3D打印机本身不会产生完美光滑的表面，为什么不用辅助手来补充该过程？

“首先，我们使用灰度图像在步骤之间创建更多的转换，”Sun说。 “然后，我们用相同的光固化树脂涂覆表面，形成进一步平滑表面的弯月面。“

经过100多次尝试，研究人员终于实现了他们的目标：3D打印的透明镜片具有光滑的表面（小于7纳米表面粗糙度），适用于成像应用。

但是3D打印研究的激动人心的部分不仅仅是西北大学能够3D打印功能镜头，毕竟，德国光刻专家Nanoscribe、中国深圳摩方材料等其他团队已经取得了一些成功。独特成就是研究人员现在能够提高制造这些镜片的绝对速度。

“如果你想制作一个镜头，你想在两个小时还是两个星期内制作镜头？”研究的主要作者Xiangfan Chen（应该是中国人）问道。 “我们对这个镜头感到非常兴奋。”

抛光3D打印镜头的应用很多。 Sun说，光学和生物医学成像领域的许多设备都可以从这种镜头中受益，研究人员现在计划制作更大尺寸的3D打印镜头。

但这些树脂镜片最令人兴奋的未来应用之一可能在医学领域。研究人员认为，他们快速制造的镜片最终可用于内窥镜或光学显微镜，这可以帮助检测癌症等疾病。

这些镜头甚至可以被未开发区域的医疗专业人员用于诊断成像。另一方面，它们也可以用作定制隐形眼镜来抵抗圆锥角膜，角膜疾病的影响。

Sun说：“到目前为止，我们严重依赖抛光镜片耗时且成本高昂的工艺。” “通过3D打印，现在您可以快速自由设计和定制镜头。”

“Advanced Materials”杂志发表的研究成果 “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

编译自：3ders

很好的工作