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Soft and Stiff 3D Microstructures by Step‐Growth Photopolymerization Using a Single Photoresin and Multi‐Photon Laser Printing

Eren, Tugce Nur 1; Liang, Jiajie 1; Schneider, Jonathan Ludwig Günter 2; Wegener, Martin 1,2; Bauer, Jens 1,3; Ehrmann, Katharina ; Feist, Florian ORCID iD icon 1; Barner-Kowollik, Christopher 1,4
1 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Angewandte Physik (APH), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Angewandte Materialien (IAM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Manufacturing three-dimensional (3D) microstructures with multi-material properties via two-photon 3D laser printing (2PLP) remains a significant challenge due to restrictions inherent to conventional chain-growth photoresins. Herein, an additive- and initiator-free resin formulation is introduced that allows for the printing of 3D microstructures with disparate mechanical properties via the step-growth photopolymerization-based self-dimerization of visible-light-active ortho-methylbenzaldehydes (oMBA) within a single fabrication step in 2PLP by altering the printing parameters (i.e., laser power, scan speed). It is established that the laser exposure dose (Dexp) directly influences the material properties by varying the degree of crosslinking. While stiff materials with a Young's modulus above 1300 MPa at the higher edge of the Dexp can be produced, soft materials with a Young's modulus of < 10 MPa at the lower edge of the Dexp can also be fabricated. Thus, the herein pioneered resin offers a very broad material property window – spanning more than two orders of magnitude in Young's modulus – for multi-material printing via 2PLP, which is not achievable with conventional resins. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000184839
Veröffentlicht am 15.09.2025
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/adfm.202502876
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Zitationen: 2
Dimensions
Zitationen: 3
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien (IAM)
Institut für Angewandte Physik (APH)
Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1616-301X, 1057-9257, 1099-0712, 1616-3028
KITopen-ID: 1000184839
HGF-Programm 43.33.11 (POF IV, LK 01) Adaptive and Bioinstructive Materials Systems
Erschienen in Advanced Functional Materials
Verlag Wiley-VCH Verlag
Seiten Art.-Nr.: e02876
Vorab online veröffentlicht am 06.08.2025
Nachgewiesen in Dimensions
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