KIT開發(fā)可擦除3D打印墨水用于直接激光寫入

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責(zé)任編輯：六月芳菲時間：2018-08-17 10:38

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[導(dǎo)讀]這允許生成具有亞微米范圍內(nèi)的細節(jié)的3D結(jié)構(gòu)。

在通過直接激光寫入的3D打印中，計算機控制的高度聚焦的激光束充當(dāng)筆并在光致抗蝕劑（光敏材料）中產(chǎn)生期望的結(jié)構(gòu)。這允許生成具有亞微米范圍內(nèi)的細節(jié)的3D結(jié)構(gòu)。

由各種可切割光致抗蝕劑制成的三維微結(jié)構(gòu)。掃描電子顯微鏡顯示結(jié)構(gòu)的選擇性降解（縮放20μm）。（©Nature Communications）

Martin Wegener，Eva Blasco和德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的Christopher Barner-Kowollik及其同事開發(fā)了基于不穩(wěn)定硅烷交聯(lián)劑的3D油墨，可以選擇性地擦除。這允許在溫和條件下在微米和納米尺度上的高精度結(jié)構(gòu)的特定降解和重組。

“高分辨率對于需要非常精確的掐絲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用非常有吸引力，例如生物醫(yī)學(xué)，微流體，微電子或光學(xué)超材料，”KIT化學(xué)技術(shù)與聚合物研究所大分子結(jié)構(gòu)組主任Christopher Barner-Kowollik教授說?；瘜W(xué)（ITCP）和澳大利亞布里斯班昆士蘭科技大學(xué)（QUT）軟物質(zhì)材料小組。

一年多以前，KIT的應(yīng)用物理研究所（APH）和納米技術(shù)研究所（INT）的Martin Wegener教授和Christopher Barner-Kowollik教授的工作組開發(fā)了一種可擦除的3D打印墨水。由于可逆結(jié)合，可以重復(fù)擦除和重寫高達100納米（一納米對應(yīng)于百萬分之一米）的小結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在，卡爾斯魯厄和布里斯班的科學(xué)家們已經(jīng)在很大程度上改進了他們的發(fā)展據(jù)Nature Communications雜志報道，他們開發(fā)了幾種不同顏色的油墨，可以說是可以相互獨立地擦除。這使得能夠選擇性地和順序地降解和重新組裝激光寫入的微結(jié)構(gòu)。

在高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的情況下，可以生成臨時支撐并在以后再次移除。還可以向三維支架添加或從三維支架中移除部件以用于細胞生長，目的是觀察細胞如何對這種變化作出反應(yīng)。此外，特別可擦除的3D墨水允許在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中更換損壞或磨損的部件。

在生產(chǎn)可裂解的光刻膠時，研究人員受到可降解生物材料的啟發(fā)。光致抗蝕劑基于可以容易地裂解的硅烷化合物。硅烷是硅 - 氫化合物?？茖W(xué)家們使用特定的原子取代來制備光刻膠。以這種方式，微結(jié)構(gòu)可以在溫和條件下特定地降解，而沒有其他材料特性的結(jié)構(gòu)被損壞。

與以前使用的可擦除3D墨水相比，這是一個主要優(yōu)勢。新的光致抗蝕劑還含有單體季戊四醇三丙烯酸酯，其顯著增強書寫而不影響可切割性。

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