Materialien und Technologien zur Erzeugung kleinster Strukturen mittels femtosekunden-laser-induzierter Mehrphotonenpolymerisation für die Nano- und Mikrooptik und die Regenerative Medizin

激光诱导的光聚合作用产生了复杂三维结构的光致发光。在1997年的一次技术演示中，有一个非常复杂的组件，用于实现韦尔登。STED-光刻在Anlehnung的Einführung和STED-Mikroskopie可以在较新的时代显著地提高韦尔登的方法。Trotz dieser eindrucksvollen Laborebnisse aus der Anwendung sind grundeparture de Fragestellungen zum Wechselenkungsmechanismus selbst and den Grenzen der Auflösung der Mehrphotonen-Polymerisation nicht vollständig verstanden. 在材料科学、聚合物化学、量子电子学和光学领域的一项跨学科研究中，首先合成一种ORMOCER®-材料（OC-DIM 01），然后通过合成前体的方法使其尺寸增大，并通过结构的增强和尺寸的减小使材料的粘度在100 nm以下。Der Wechselenge kungsprozess einschließlich der Polymerisationsvorgänge konnte realitätsnah modelliert韦尔登，was eine Optimierung der Anregung sowie von Quenchprozessen erlaubte.在100纳米以下的结构中，一个更大的数值计算器可以实现更高的精度。这是在Hinblick上完成的，它具有光学和机械特性。 Im Mittelpunkt der zweiten Förderperiode stehen Untersuchungen zur Darstellung von ausgewählten Demonstroren aus der Photonik und der Biotechnik. Ein Beispiel betrifft die Entwicklung einer Trägerstruktur mit einem integrierten funktionellen Blutgefäßsystem（vascularisierte Matrix，BioVaSc®）zur Herstellung von komplexen vascularisierten menschlichen Geweben mittels Tissue Engineering.结构特征在这个词中是最重要的。复合结构的研究是由混合聚合物、光引发剂和阻聚剂组成的复合材料体系的选择性研究，它具有最小的反应时间，从而使材料的性能最优化。Zudem is die Belichtungstechnik zur Darstellung von Strukturen mit hohem Aspektverhältnis geeignet anzupassen.在不莱梅与BIMAQ的合作中，我们发现了一种用于Mehrphotonen-Polymerisation geeignet的在线过程的Streulichtmessverfahren。

Die laserinduzierte Mehrphotonen-Polymerisation erlaubt die Darstellung von komplexen dreidimensionalen Strukturen mit hohen Auflösungen unterhalb des Beugungslimits des zur Anregung verwendeten Lichts. Seit der erstmaligen Demonstration dieser Technologie im Jahr 1997 konnten eine Vielzahl von Bauelementen im Labormaßstab für unterschiedlichste Anwendungsgebiete realisiert werden. Mit der Einführung der STED-Lithographie in Anlehnung an die bekannte STED-Mikroskopie konnten die Auflösungen der Methode in jüngster Zeit signifikant gesteigert werden. Trotz dieser eindrucksvollen Laborergebnisse aus der Anwendung sind grundlegende Fragestellungen zum Wechselwirkungsmechanismus selbst und den Grenzen der Auflösung der Mehrphotonen-Polymerisation nicht vollständig verstanden. In einem interdisziplinären Vorhaben unter Einbeziehung von Materialwissenschaftlern, Polymerchemikern, Quantenelektronikern und Optikern wurden in der ersten Förderperiode ein ORMOCER®-Material (OC-DIM01) synthetisiert, welches aufgrund der Wahl der Precursoren sowie der Synthesebedingungen lediglich Dimere ausbilden kann und durch die Größe der Struktureinheiten und die damit verbundene sehr geringe Viskosität des Materials die Erzeugung von sub-100nm ermöglicht. Der Wechselwirkungsprozess einschließlich der Polymerisationsvorgänge konnte realitätsnah modelliert werden, was eine Optimierung der Anregung sowie von Quenchprozessen erlaubte. Durch Anwendung einer angepasste Bearbeitungsoptik hoher Numerischer Apertur gelang die nahezu verzerrungsfreie Realisierung von sub-100nm-Strukturen. Diese wurden in Hinblick auf ihre optischen und mechanischen Eigenschaften umfassend charakterisiert. Im Mittelpunkt der zweiten Förderperiode stehen Untersuchungen zur Darstellung von ausgewählten Demonstratoren aus der Photonik und der Biotechnik. Ein Beispiel betrifft die Entwicklung einer Trägerstruktur mit einem integrierten funktionellen Blutgefäßsystem (vaskularisierte Matrix, BioVaSc®) zur Herstellung von komplexen vaskularisierten menschlichen Geweben mittels Tissue Engineering. Charakteristische Strukturgrößen liegen hier im mm- bis in den nm-Bereich. Zur Darstellung derartig komplexer Strukturen ist die Wechselwirkung des Gesamtmaterialsystems bestehend aus Hybridpolymer, Photoinitiator und –inhibitor mit dem Ziel einer Minimierung der Prozessierungszeit sowie der Optimierung der Materialeigenschaften zu untersuchen. Zudem ist die Belichtungstechnik zur Darstellung von Strukturen mit hohem Aspektverhältnis geeignet anzupassen. In Kooperation mit der BIMAQ in Bremen wird untersucht, ob ein entwickeltes Streulichtmessverfahren für die Online-Prozessüberwachung der Mehrphotonen-Polymerisation geeignet ist.