制备工程化3D纳米结构的主要瓶颈是材料的选择。为这些纳米结构添加功能是一项艰巨的任务。近日，印度理工学院Shobha Shukla等报道了一种双光子可图案化全碳材料系统，该系统可用于使用双光子光刻技术制备具有亚波长分辨率的荧光3D微/纳米结构。
本文要点：
1）合成该材料系统无需使用传统的双光子吸收材料，如双光子染料或双光子引发剂。
2）作者通过两种不同的三官能丙烯酸酯单体和碳点制备双光子可加工树脂。在双光子激发下，处于碳点激发态的光生电子促进了碳点表面自由基的形成。这些自由基在与乙烯基部分相互作用时，使丙烯酸酯单体发生交联。丙烯酸酯单体的自由基诱导双光子聚合反应在没有任何传统专有双光子吸收材料的情况下使用 800 nm 激光激发以 250 nm 的超细亚波长分辨率完成。
3）作者还确定了诸如平均激光功率、碳点浓度和辐射暴露等关键参数对制备一维、二维和三维功能纳米结构的影响，实现了高达 100 mm/s的制备速度。
该工作报道的制备功能性3D微/纳米结构的方法对超材料、能量存储、药物输送和光电子学等领域具有重要意义。
Arun Jaiswal, et al. Additive-Free All-Carbon Composite: A Two-Photon Material System for Nanopatterning of Fluorescent Sub-Wavelength Structures. ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c01083
