Flödelitografi är en litografisk metod för att kontinuerligt generera polymermikrostrukturer för olika tillämpningar såsom bioanalyser, drogleverans, cellbärare, vävnadsteknik och autentisering. Ett team av forskare i Korea har demonstrerat användningen av en wobulationsteknik för att förbättra upplösningen av flödeslitografi producerade nanostrukturer.
Tekniken använder en Digital Light Processing (DLP) projektor, liknande de som används i projektions-TV, för att skapa litografiska mönster. Genom att överlappa lågupplösta ramar på DLP-projektorn kan en ram med mycket högre upplösning produceras. Tekniken som beskrivs i veckans journal, Bokstäver i tillämpad fysik , kan förbättra 3D-skrivarens prestanda.
Hjärtat i DLP-projektorn är en Digital Micromirror Device (DMD), en liten elektromekanisk anordning som är tillverkad genom en Micro Electro Mechanical System (MEMS) process. DMD är i huvudsak en samling av mycket små, kontrollerbara speglar. Genom att reflektera UV-ljus från spegeluppsättningen och dynamiskt kontrollera varje pixel i matrisen, olika UV -mönster projiceras.
Upplösningen, dock, är strikt begränsad pixelstorleken för DMD. Att öka upplösningen av DMD för att matcha den för andra litografiska tekniker är en utmaning som åtgärdades genom att använda denna wobulationsteknik.
"Wobulation fungerar ungefär som när två transparenta, rutiga bakgrunder staplas ovanför varandra, resultatet skulle bli en tätare pläd, men plädens fyrkantiga form är fortfarande uppenbar, sa Wook Park, en fysiker vid Kyung Hee University i Seoul, Sydkorea. "Om vi istället flyttar ett lager lite i förhållande till det andra, den trasiga kanten av det rutiga mönstret i mycket mindre uppenbart. På ungefär samma sätt, vi försökte bättre definiera den litografiska kanten genom att exponera ett UV-mönster två gånger, förskjuta den andra exponeringen i förhållande till den första, och genom att minska exponeringstiden för varje lager till hälften. Genom att använda denna wobulationsteknik uppnådde vi en effekt precis som om ett mönster med högre upplösning exponerades för hela exponeringstiden. "
Det fanns flera fördelar med denna teknik. Till exempel, i det förflutna höga, förstoringslinser användes för att förbättra litografisk upplösning, men detta minskade synfältet.
Med detta tillvägagångssätt, upplösningen förbättras samtidigt som samma synfält bibehålls, minskar grovheten utan att minska genomströmningen.
Nästa steg är att skapa mer komplexa, tredimensionella hydrogelmikrostrukturer som kan bli en skräddarsydd biotillverkningsplattform. Detta kommer att möjliggöra utvecklingen av en 3-D-skrivare som kombinerar en mikrofluidisk enhet och 3-D-utskriftstekniker, tillhandahålla förmågan att kontinuerligt producera mikrobärare, som innehåller biomaterial. Tillämpning av wobulationstekniken kommer att göra det möjligt för den DLP-baserade 3-D-skrivaren att producera de mer sofistikerade mikrostrukturer som behövs för dessa applikationer.
Teamet ser fram emot att inse potentialen i denna teknik. "En av de största utmaningarna med att utveckla 3D-skrivare är att förbättra upplösningen, ", sa Park. "Genom att tillämpa wobulation för att möta den utmaningen, vi förväntar oss att kunna förbättra prestandan hos redan kommersialiserade DLP 3-D-skrivare."
