संयुक्त राज्य अमेरिका में पर्ड्यू विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक नई दो-फ़ोटॉन पॉलीमराइज़ेशन तकनीक विकसित की है। यह तकनीक 3D प्रिंटिंग तकनीक की मदद से दो लेज़रों को चतुराई से जोड़ती है, फेमटोसेकंड लेज़र पावर के मामले में 50 प्रतिशत तक कम करके एक जटिल उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3D संरचना को प्रिंट करती है। यह उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3D प्रिंटिंग प्रक्रियाओं की लागत को कम करने में मदद करता है, इस प्रकार अनुप्रयोगों की सीमा का और विस्तार करता है। शोध पत्र ऑप्टिक्स एक्सप्रेस पत्रिका के नवीनतम अंक में प्रकाशित हुआ है।
टू-फ़ोटॉन पॉलीमराइज़ेशन एक उन्नत एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक है जो सटीक 3D में सामग्री को प्रिंट करने के लिए फेमटोसेकंड लेज़र के उपयोग पर केंद्रित है। हालाँकि यह तकनीक उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने में उत्कृष्ट है, लेकिन इसकी उच्च लागत इसके व्यापक उपयोग में बाधा बनी हुई है।
इस बात को ध्यान में रखते हुए, टीम ने अपेक्षाकृत कम लागत वाले लेजर को रचनात्मक रूप से संयोजित किया जो दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करता है, एक फेमटोसेकंड लेजर के साथ जो अवरक्त पल्स उत्सर्जित करता है, जिससे फेमटोसेकंड लेजर की शक्ति 50 प्रतिशत कम हो जाती है। यह अभिनव दृष्टिकोण प्रभावी रूप से अलग-अलग भागों की छपाई की लागत को कम करता है।
नई विधि 532- नैनोमीटर नैनोसेकंड लेजर के सिंगल-फ़ोटॉन अवशोषण को 800- नैनोमीटर फेमटोसेकंड लेजर के दो-फ़ोटॉन अवशोषण दृष्टिकोण के साथ जोड़ती है। दो लेजर प्रिंटिंग के बीच इष्टतम संतुलन प्राप्त करने के लिए, टीम ने शामिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं की गहरी समझ हासिल करने और दो-फ़ोटॉन और एक-फ़ोटॉन उत्तेजना प्रक्रियाओं के सहक्रियात्मक प्रभावों की सटीक गणना करने के लिए एक नया गणितीय मॉडल भी बनाया, इस प्रकार यह सुनिश्चित किया कि आदर्श प्रिंटिंग परिणाम अभी भी कम फेमटोसेकंड लेजर शक्तियों पर प्राप्त किए जा सकते हैं।
प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि 2D संरचनाओं के लिए, नई विधि फेम्टोसेकंड लेजर द्वारा आवश्यक शक्ति को 80 प्रतिशत तक कम कर देती है; 3D संरचनाओं के लिए, यह लगभग 50 प्रतिशत तक कम हो जाती है।
टीम ने कहा कि उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3डी प्रिंटिंग तकनीक में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं, जिनमें 3डी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का निर्माण, बायोमेडिकल क्षेत्र में माइक्रो-रोबोट का विकास और ऊतक इंजीनियरिंग के लिए 3डी संरचनाओं या मचानों का निर्माण शामिल है।
संक्षेप में, फेमटोसेकंड लेजर 3डी प्रिंटिंग एक फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया है जो बहुत कम मात्रा में होती है ताकि बढ़िया 3डी संरचनाएं बनाई जा सकें। यह आधुनिक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में एक बहुत ही अत्याधुनिक तकनीक है, लेकिन प्रिंट स्पीड और पावर बजट के मामले में इसकी सीमाएँ हैं। अब, टीम ने आधी शक्ति पर उच्च-रिज़ॉल्यूशन संरचनाओं को प्रिंट करके लागत बाधा को पार कर लिया है। सबसे मूल्यवान बात यह है कि इस नई तकनीक को मौजूदा फेमटोसेकंड लेजर 3डी प्रिंटिंग सिस्टम में भी आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, जिससे बायोमेडिसिन, माइक्रो-रोबोटिक्स, माइक्रो-ऑप्टिक्स और कई अन्य क्षेत्रों में अनुप्रयोगों का तेजी से एहसास हो सकता है।
