新技术：用光雕刻可擦除的3D图像

想象一下，如果医生能够捕捉医学扫描的三维投影，并将其悬浮在丙烯酸立方体内，从而创造出患者心脏、大脑、肾脏或其他器官的手持复制品。就诊结束后，只需一抹热量，投影便会消失，立方体即可准备下一次扫描。

达特茅斯大学和南卫理公会大学的研究人员在《Chem》期刊上发表的一篇新报告中概述了一项技术突破，这项技术可能使上述场景以及其他多种场景成为可能，并具有广泛的应用价值。

该研究介绍了一种技术，该技术使用专用的光投影仪在含有团队开发的感光化学添加剂的任何聚合物内部打印二维和三维图像。基于光的雕刻会留在聚合物中，直到施加热量，热量会擦除图像，使其准备好再次使用。

简而言之，研究人员伊凡·阿普拉哈米安表示，他们使用光进行书写，用热量或光进行擦除。阿普拉哈米安是化学系主任兼教授，也是这篇论文的共同通讯作者。在测试试验中，研究人员在厚度从薄膜到六英寸的聚合物中生成了高分辨率图像。

阿普拉哈米安表示，这项技术旨在用于任何需要详细、精确视觉数据且数据格式紧凑、易于定制的情况，例如手术规划和建筑设计。该设备还可用于生成教育用3D图像，甚至创作艺术品。

“这就像是可以逆转的3D打印，”阿普拉哈米安说。“你可以采用任何具有最佳光学性能（即半透明）的聚合物，并使用我们的化学开关对其进行增强。现在，这种聚合物就是一个3D显示器。你不需要虚拟现实耳机或复杂的仪器。你所需要的只是一块合适的塑料和我们的技术。”

阿普拉哈米安和南卫理公会大学化学教授亚历克斯·利普佩特实验室的博士后研究员卿启凯共同开发的感光化学“开关”，可以将现成的聚合物（如丙烯酸立方体）变成显示器。该开关由一种称为偶氮苯的化合物组成，该化合物会与二氟化硼配对的光产生反应，从而增强开关的光学性能。

与聚合物结合后，该开关会对来自利普佩特实验室（该研究的共同通讯作者）开发的投影仪发出的红光和蓝光波长产生反应。阿普拉哈米安说，红光像墨水一样，通过激活化学添加剂来创建图像，然后可以用蓝光将其擦除。

利普佩特解释说，投影仪会以不同的角度和不同的光图案照亮经过处理的聚合物。阿普拉哈米安实验室开发的感光化学物质会在这些图案相交的地方被激活，从而产生三维图案。从二维图像（如胸部X光片）创建三维投影，意味着将原始图像的切片投影到聚合物立方体或其他形状中，直到切片组合成完整的三维图像。

研究人员已经能够在聚合物中生成动画图像，未来的工作将围绕改进这一过程展开。与此同时，《Chem》期刊报道的这项技术可以以其当前的形式开发用于工业或医疗保健等实际应用。

“要实现规模化，需要调整化学开关的性能以提高分辨率、对比度和刷新率，”利普佩特说。“投影仪系统原则上可以扩大规模，开发成一套配有自动化硬件和相关软件的即用型系统，便于使用。”