211service.com
Mikro 3-D-skrivare skapar små strukturer på några sekunder
Nanoscribe , en spin-off från Karlsruhes tekniska högskola i Tyskland, har utvecklat en bordsskiva 3-D mikroskrivare som kan skapa komplicerade mikrostrukturer 100 gånger snabbare än vad som är möjligt idag. Om något tog en timme att göra tar det nu mindre än en minut, säger Michael Thiel, chief scientific officer på Nanoscribe.
Mikrotryck: En bild med ett svepelektronmikroskop visar en cellställning utskriven med Nanoscribes nya enhet.
Medan 3-D-utskrift av leksaker, iPhone-fodral och smycken fortsätter att få rubriker (se Skillnaden mellan tillverkare och tillverkare), kan mycket av 3-D-utskrifts påverkan vara i mycket mindre skala. Utskrift i mikrometerskala har visat sig lovande för tillverkning av medicinska och elektroniska apparater.
Thiel säger att det borde vara möjligt att påskynda sitt företags mikrotryckteknik ännu mer i framtiden. Nanoscribe planerar att börja sälja sin maskin under andra halvåret i år.
Formframställning: Två svepelektronmikroskopbilder visar en tryckt cellställning (överst) och en rad mikronålar.
Att skriva ut mikrostrukturer med funktioner som är några hundra nanometer stora kan vara användbart för att göra hjärtstents, mikronålar för smärtfria skott, gecko-lim, delar för mikrofluidikchips och byggnadsställningar för odling av celler och vävnad. En annan viktig tillämpning kan vara inom elektronikindustrin, där mönstring av nanoskaliga funktioner på chips för närvarande involverar långsamma, dyra tekniker. 3D-utskrift skulle snabbt och billigt ge polymermallar som kan användas för att göra metalliska strukturer.
Hittills har 3D-mikrotryck endast använts i forskningslaboratorier eftersom det är ganska långsamt. Faktum är att många forskningslabb runt om i världen använder Nanoscribes första generationens skrivare. Den nya, snabbare maskinen kommer också att få kommersiell användning. Thiel säger att många företag inom medicin, biovetenskap och nanoteknik är intresserade av den nya maskinen. Jag är säker på att med den snabbare genomströmningen vi får med det här nya verktyget kan det få ett industriellt genombrott mycket snart, säger han.
Tekniken bakom de flesta 3-D mikroskrivare kallas två-foton polymerisation. Det handlar om att fokusera små, ultrakorta pulser från en nära-infraröd laser på ett ljuskänsligt material. Materialet polymeriserar och stelnar vid de fokuserade fläckarna. När laserstrålen rör sig i tre dimensioner skapar den ett 3D-objekt.
Dagens skrivare, inklusive Nanoscribes nuvarande system, håller laserstrålen fixerad och flyttar det ljuskänsliga materialet längs tre axlar med hjälp av mekaniska steg, vilket saktar ner utskriften. För att påskynda processen använder Nanoscribes nya verktyg en liten rörlig spegel för att reflektera laserstrålen i olika vinklar. Thiel säger att generering av flera ljusstrålar med en mikrolinsarray kan göra processen ännu snabbare.
De minsta funktionerna som kan skapas med Nanoscribe-skrivaren mäter cirka 30 nanometer, säger man Julia Greer , professor i materialvetenskap vid California Institute of Technology .
Det här är mycket utmanande att göra, och Nanoscribe-verktyget utmärker sig, säger Greer. Jag tror inte att det finns ett annat företag där ute som är kapabelt till sådan precision. Greers forskargrupp använder första generationens Nanoscribe-skrivare för att skapa och studera material som kan användas för katalysatorer och för att göra starka, lätta strukturer, men hon erkänner att dess långsamhet är en nackdel.