3D-blæk, der kan slettes selektivt

3D-print giver mulighed for effektiv fremstilling af komplekse geometrier. En lovende metode er direkte laserskrivning-en computerstyret, fokuseret laserstråle fungerer som en pen og producerer den ønskede struktur i en fotoresist. På denne måde, tredimensionelle strukturer med detaljer i sub-mikrometerområdet kan produceres.

"Den høje opløsning er meget attraktiv for applikationer, der kræver meget præcise filigranstrukturer, såsom i biomedicin, mikrofluidik, mikroelektronik eller optiske metamaterialer "siger professor Christopher Barner-Kowollik, leder af gruppen Macromolecular Architectures for KIT's Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry (ITCP) og Soft Matter Materials Group ved Queensland University of Technology (QUT) i Brisbane, Australien. For over et år siden, arbejdsgrupperne for professor Martin Wegener ved Institute of Applied Physics (APH) og Institute of Nanotechnology (INT) for KIT og for professor Christopher Barner-Kowollik udviklede en sletbar blæk til 3D-print. Takket være reversibel binding, blækens byggesten kan skilles ad igen.

Nu, forskerne fra Karlsruhe og Brisbane har stort set forfinet deres udvikling. Som rapporteret i journalen Naturkommunikation , de har udviklet flere blæk, i forskellige farver, så at sige, der kan slettes uafhængigt af hinanden. Dette muliggør selektiv og sekventiel nedbrydning og genmontering af de laserskrevne mikrostrukturer. Ved meget komplekse konstruktioner, midlertidige understøtninger kan produceres og fjernes igen senere. Det kan også være muligt at tilføje eller fjerne dele til eller fra tredimensionelle stilladser til cellevækst, formålet er at observere, hvordan cellerne reagerer på sådanne ændringer. I øvrigt, de specielt sletbare 3D-blæk giver mulighed for udskiftning af beskadigede eller slidte dele i komplekse strukturer.

Ved fremstilling af de spaltbare fotoresister, forskerne var inspireret af nedbrydelige biomaterialer. Fotoresisterne er baseret på silanforbindelser, der let kan spaltes. Silaner er silicium-hydrogenforbindelser. Forskerne brugte specifik atomersubstitution til at forberede fotoresisterne. På denne måde, mikrostrukturer kan nedbrydes specifikt under milde forhold uden at strukturer med andre materialegenskaber bliver beskadiget. Dette er den største fordel i forhold til tidligere anvendte sletbare 3D-blæk. Nye fotoresister indeholder også monomeren pentaerythritol triacrylat, der forbedrer skrivning betydeligt uden at påvirke spaltbarhed.