Sletbar blæk til 3D-udskrivning

3D-udskrivning ved direkte laserskrivning producerer strukturer i mikrometerstørrelse med præcist definerede egenskaber. Forskere ved Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu udviklet en metode til at slette blækket, der bruges til 3D-udskrivning. På denne måde, de små strukturer på op til 100 nm i størrelse kan slettes og omskrives gentagne gange. Et nanometer svarer til en milliontedel af en millimeter. Denne udvikling åbner op for mange nye anvendelser af 3D-fremstilling inden for biologi eller materialevidenskab, for eksempel.

Direkte laserskrivning betyder, at en computerstyret, fokuseret laserstråle genererer strukturen i en fotoresist, der ligner en pen. "At udvikle et blæk, der kan slettes igen, var en af ​​de store udfordringer ved direkte laserskrivning, "Professor Christopher Barner-Kowollik fra KIT's Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry siger. Forskerne har nu mødt succes:De har udviklet et blæk med reversibel binding, hvis byggesten kan adskilles fra hinanden. Den trykte struktur slettes ganske enkelt ved at nedsænke den i et kemisk opløsningsmiddel. På tidspunktet for sletning, en ny struktur kan skrives. På denne måde, strukturen kan ændres gentagne gange.

Processen blev udviklet i tæt samarbejde med gruppen af ​​professor Martin Wegener ved Institute of Applied Physics og Institute of Nanotechnology of KIT. Fysikerne udviklede højt specialiserede 3D-printere, der producerer stilladser på op til 100 nm i størrelse ved direkte laserskrivning.

"Blækket med definerede brydepunkter kan bruges til en række forskellige applikationer, "siger doktorand og første forfatter Markus Zieger. Strukturer skrevet med sletbart blæk kan integreres i strukturer lavet af ikke-sletbar blæk:Støttekonstruktioner kan fremstilles ved 3D-print, som ligner dem, der blev brugt ved opbygning af broer og fjernet senere. Det er også muligt at videreudvikle 3-D designer petriskåle til brug i biologi. For nylig, sådanne strukturer blev designet af KIT til at dyrke cellekulturer i tre dimensioner på laboratorieskalaen. "Under cellevækst, dele af 3D-mikroskopet kunne fjernes igen for at undersøge, hvordan cellerne reagerer på det ændrede miljø, "Forklarer Martin Wegener. Ifølge forskerne, det er også muligt at producere reversible trådbindinger fra sletbare ledende strukturer i fremtiden. Et permanent blæk kan blandes med et ikke-permanent blæk for at påvirke egenskaberne af det trykte materiale og gøre det mere eller mindre porøst, for eksempel.

Den nye proces præsenteres i det anerkendte tidsskrift Angewandte Chemie under overskriften "Cleaving Direct Laser Written Microstructures on Demand." Anmelderne vurderede denne publikation til et "meget vigtigt papir". 3D-udskrivning er allerede uundværlig i mange fremstillingsområder. Dens betydning stiger. "Ifølge skøn, omkring 10 procent af alle varer vil blive produceret ved 3D-tryk i 2030, "Siger Barner-Kowollik og Wegener.