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青岛3D打印双光子聚合
发布时间:2024-04-09    浏览人次:134次
导读:进入21世纪以来, 3D打印领域取得了重大进步。最近,科学家应用对双光子吸收 (2PA) 和双光子聚合 (2PP) 的理解来解锁3D打印、3D生物打印和微加工的新可能性和应用。新 2PP 方法的开发为创建亚微米分辨率的结构打开了大门。本文介绍了 2PA 和 2PP 的现象、它们与传统的单光子吸收有何不同,以及2PP在生物打印中的应用。此外,本文还重点介绍了2PP目前在生物打印中应用的一些缺点,以及2PP在器官移植、药物开发和个性化医疗领域的未来发展方向。

双光子吸收 (2PA)、三线态和聚合 (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生物打印领域的重大创新[1]。

传统的1PA 指的是人们早年在大学演讲厅可能听到的术语“吸收”或“吸收率”。基本原理是处于“基态”(S 0 )的分子吸收特定量子化能量的光子,占据基态分子轨道的两个电子之一被激发到“激发态”,也称为“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 都可以损害生物分子并破坏或杀死所有已知类别的病原微生物

从分子的激发态,一些基本的化学和物理可以并且确实发生,如图 1 所示。激发态电子最常见的跃迁是“松弛”回基态。这种弛豫过程将通过两种途径释放电子吸收的能量:内部转换(热量)或释放光,这一过程通常称为荧光[1]。然而,在某些芳香族分子中,会发生跃迁,激发态电子将“翻转其自旋”。这种转变称为系统间跨越(ISC)。

ISC的结果是一种称为“三重态”(T 1 ) [2] 的激发态。三重态很特殊,因为激发态电子现在与基态的其余电子具有相同的自旋。激发态电子翻转其自旋的结果是三重激发态具有更长的“寿命”。更长的寿命是洪德定律和分子轨道理论中的奥夫鲍原理的产物,该原理指出轨道最多可以容纳两个自旋相反的电子。

由于三重态内激发态电子的自旋对齐,电子从激发态到基态的弛豫过程成为“自旋禁止”跃迁。这是因为激发态电子需要自旋反转才能返回基态 (S 0 ) [1–3]。

这种弛豫过程被称为磷光,可以在一些常见的家用材料中看到,在没有电源输入的情况下关灯后,这些材料会继续发光。分子从单重激发态跃迁到三重激发态的能力受到多种因素的影响,但最重要的是重原子效应、共轭和平面性 [2]。