3D-utskrift med direkt laserskrivning ger mikrometerstora strukturer med exakt definierade egenskaper. Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu utvecklat en metod för att radera bläcket som används för 3D-utskrift. På det här sättet, de små strukturerna på upp till 100 nm i storlek kan raderas och skrivas om upprepade gånger. En nanometer motsvarar en miljondels millimeter. Denna utveckling öppnar upp för många nya tillämpningar av 3D-tillverkning inom biologi eller materialvetenskap, till exempel.

Direkt laserskrivning innebär att en datorstyrd, fokuserad laserstråle genererar strukturen i en fotoresist som liknar en penna. "Att utveckla ett bläck som kan raderas igen var en av de stora utmaningarna i direkt laserskrivning, " säger professor Christopher Barner-Kowollik vid KIT:s Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry. Forskarna har nu mött framgång:De har utvecklat ett bläck med reversibel bindning, vars byggstenar kan separeras från varandra. Den tryckta strukturen raderas helt enkelt genom att sänka ner den i ett kemiskt lösningsmedel. Vid raderingen, en ny struktur kan skrivas. På det här sättet, strukturen kan ändras upprepade gånger.

Processen utvecklades i nära samarbete med professor Martin Wegeners grupp vid Institutet för tillämpad fysik och Institutet för nanoteknologi vid KIT. Fysikerna utvecklade högspecialiserade 3-D-skrivare som producerar ställningar på upp till 100 nm i storlek genom direkt laserskrivning.

"Bläcket med definierade brottpunkter kan användas för en mängd olika applikationer, "doktorand och författare Markus Zieger säger. Strukturer skrivna med raderbart bläck kan integreras i strukturer gjorda av icke-raderbart bläck:Stödkonstruktioner kan produceras genom 3D-utskrift, som liknar dem som används när man bygger broar och tas bort senare. Det är också möjligt att vidareutveckla 3-D designer petriskålar för användning inom biologi. Nyligen, sådana strukturer designades av KIT för att odla cellkulturer i tre dimensioner på laboratorieskala. "Under celltillväxt, delar av 3D-mikroställningen kunde tas bort igen för att studera hur cellerna reagerar på den förändrade miljön, " förklarar Martin Wegener. Enligt forskarna, det är också möjligt att framställa reversibla trådbindningar från raderbara ledande strukturer i framtiden. Ett permanent bläck kan blandas med ett icke-permanent bläck för att påverka det tryckta materialets egenskaper och göra det mer eller mindre poröst, till exempel.

Den nya processen presenteras i den berömda tidskriften Angewandte Chemie under rubriken "Cleaving Direct Laser Written Microstructures on Demand." Granskarna betygsatte denna publikation som en "mycket viktig uppsats". 3D-utskrift är redan oumbärlig i många tillverkningsområden. Dess betydelse ökar. "Enligt uppskattningar, cirka 10 procent av alla varor kommer att produceras genom 3D-tryck 2030, " säger Barner-Kowollik och Wegener.