Kemister vid Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) har utvecklat ett sätt att integrera vätskor direkt i material under 3D-utskriftsprocessen. Det här tillåter, till exempel, aktiva medicinska medel som ska inkorporeras i farmaceutiska produkter eller lysande vätskor som ska integreras i material, som möjliggör övervakning av skador. Studien publicerades i Avancerad materialteknik .

3D-utskrift används nu flitigt för en rad applikationer. Rent generellt, dock, Metoden är begränsad till material som kondenseras genom värme och blir fasta efter tryckning. Om den färdiga produkten ska innehålla flytande komponenter, dessa läggs vanligtvis till i efterhand. Detta är tidskrävande och kostsamt. "Framtiden ligger i mer komplexa metoder som kombinerar flera produktionssteg, " säger professor Wolfgang Binder från Institutet för kemi vid MLU. "Det är därför vi letade efter ett sätt att integrera vätskor direkt i materialet under tryckprocessen."

Till denna strävan, Binder och hans kollega Harald Rupp kombinerade vanliga 3D-utskriftsprocesser med traditionella utskriftsmetoder som de som används i bläckstråle- eller laserskrivare. Vätskor tillsätts droppvis på önskad plats under extruderingen av grundmaterialet. Detta gör att de kan integreras direkt och i materialet på ett målinriktat sätt.

Kemisterna har kunnat visa att deras metod fungerar genom två exempel. Först, de integrerade en aktiv flytande substans i ett biologiskt nedbrytbart material. "Vi kunde bevisa att den aktiva ingrediensen inte påverkades av tryckprocessen och förblev aktiv, " förklarar Binder. Inom läkemedelsindustrin, sådana material används som drogdepåer som långsamt kan brytas ned av kroppen. De kan användas efter operationer, till exempel, för att förhindra inflammation. Denna nya process skulle kunna underlätta deras produktion.

För det andra, forskarna integrerade en lysande vätska i ett plastmaterial. När materialet skadas, vätskan läcker ut och indikerar var skadan har uppstått. "Du kan trycka in något sådant i en liten del av en produkt som är utsatt för särskilt höga nivåer av stress, säger Binder. Till exempel, i delar av bilar eller flygplan som är mycket belastade. Enligt Binder, skador på plastmaterial har hittills varit svåra att upptäcka – till skillnad från skador på metaller, där röntgenstrålar kan exponera mikrosprickor. Det nya tillvägagångssättet skulle därför kunna öka säkerheten.

Den kombinerade processen är också tänkbar för många andra användningsområden, säger kemisten. Teamet planerar snart att använda metoden för att skriva ut delar av batterier. "Större kvantiteter kan inte produceras i laboratoriet med vår inställning, " förklarar Binder. För att producera industriella kvantiteter, processen måste vidareutvecklas utanför universitetet.