劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员发现了一种改进双光子光刻(TPL)的方法，这是一种纳米级的3D打印技术，可以帮助医生进行X射线CT扫描，分析人体内的3D打印植入物。

     与大多数激光3D打印技术不同的是，双光子光刻技术在分辨率上受到3D打印机激光点大小的限制，因此可以将打印分辨率提高到极致。这是因为TPL（通常涉及使用载玻片，透镜和浸没油）使用光致抗蚀剂材料，其同时吸收两个光子而不是一个光子。

近日，LLNL研究人员通过对3D打印过程使用抗蚀剂材料有了一些重要发现，找到了大幅提高TPL的分辨率的方法。他们的发现是将整个过程颠倒过来 - 将抗蚀剂材料直接应用到镜头上，并将3D打印机的激光器通过抗蚀剂进行对焦，可以打印出尺寸小于150纳米但高度仍为几毫米的三维微结构。

此外，研究人员还发现，可以将3D打印过程中使用的光敏聚合物抗蚀剂的衰减提高10倍以上，增加（或减少）抗蚀剂能够吸收的X射线。这是通过“折射率匹配”使得抗蚀剂材料的折射率与透镜的浸入介质匹配实现的，从而允许3D打印机的激光以最小的干扰进行传递。通过部署这种指数匹配技术，LLNL团队表示，TPL最终可用于3D打印更大的部件，小至100纳米。

LLNL研究人员发现调节抗x射线吸收能力还有另一个重要的连锁效应。通过制作吸收更多的x射线的3D打印物体，研究人员理论上可以制作3D打印的身体植入物，使用外部x射线CT扫描仪或其他成像设备检查。

由于3D打印植入物的调谐特性使其对CT扫描仪高度可见，因此医生不需要移除这种植入物以查看是否具有例如内部缺陷。

这些可调谐材料也有药用之外的用途。研究人员说，优化的TPL过程可用于建立国家点火装置的内部结构，LLNL的大型激光惯性约束聚变（ICF）研究设备，用于实现聚变点火。这个过程的其他用途还包括3D打印光学和机械的超材料，以及3D打印的电化学电池。

目前的重点是通过并行化来加快打印过程，最终实现更小的特性和更高的功能。研究人员认为3D打印过程终有一天会被用来制造关键部件。