La impresión 3D basada en láser ya puede usarse hoy para producir cualquier estructura a escala micrométrica. Sin embargo, para muchas aplicaciones, especialmente en biomedicina, sería ventajoso si los objetos impresos no fueran rígidos sino intercambiables. Investigadores del Instituto Karlsruheof Technology KIT ahora ha podido imprimir microestructuras que cambian de forma bajo la influencia de la temperatura o la luz. Los resultados fueron publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
la impresión 3D se ha establecido como una tecnología con innumerables campos de aplicación. La escritura láser directa se considera un método particularmente prometedor: un haz láser enfocado controlado por computadora actúa como un bolígrafo y crea la estructura deseada en la tinta de la impresora, que aquí se encuentraun fotorresistente. De esta manera, se puede crear cualquier forma tridimensional hasta un tamaño de unos pocos micrómetros. "Sin embargo, para muchas aplicaciones, particularmente en biología y biomedicina, sería deseable no solo producir estructuras rígidas sino también activassistemas que aún son móviles después del proceso de impresión, por ejemplo, que pueden cambiar sus formas mediante una señal externa ", enfatiza el profesor Martin Bastmeyer del Instituto Zoológico e Instituto de Interfaces Funcionales de KIT. En cooperación con el grupo del Profesor Martin Wegener en el Instituto de Física Aplicada yEl Instituto de Nanotecnología en KIT, así como los químicos de Karlsruhe y Heidelberg, ahora se ha llevado a cabo un proceso de impresión para tales estructuras móviles.DesarrolladoPara la tinta de la impresora se utilizan materiales especiales, es decir, polímeros sensibles al estímulo cuyas propiedades pueden modificarse mediante señales externas.El compuesto químico poli N-isopropysycraymide cambia su forma considerablemente cuando la temperatura se eleva solo ligeramente por encima de la temperatura ambiente.Las estructuras 3D producidas de esta manera son funcionales en ambientes acuosos y, por lo tanto, ideales para aplicaciones en biología y biomedicina.
"Hemos desarrollado el método de tal manera que también podemos fabricar estructuras complejas en las que, como resultado de la estimulación externa, las partes móviles no reaccionan de la misma manera, sino que muestran reacciones diferentes pero definidas con precisión".explica Marc Hippler, primer autor del estudio. Esto es posible gracias a la litografía en escala de grises, donde la fotorresistencia no se expone con la misma intensidad en todos los puntos, sino que se expone de manera gradual. Esto permite las propiedades deseadas del material y, por lo tanto,la fuerza del movimiento a un cierto cambio de temperatura, que se establece con mucha precisión. Con las simulaciones por computadora, los movimientos resultantes se pueden predecir con precisión y, por lo tanto, permiten un diseño racional de estructuras 3D complejas.
Los grupos de trabajo alrededor de Martin Bastmeyer y Martin Wegener han ido un paso más allá: en lugar de la temperatura, la luz enfocada se usa como señal de control. Por primera vez, esto permite el control dirigido de microestructuras individuales en un complejo complejo tridimensionalEsta característica podría usarse, por ejemplo, en sistemas microfluídicos. Dado que la fotorresistencia utilizada puede cambiarse a temperatura ambiente, existen aplicaciones adicionales en la investigación biológica básica, por ejemplo, la manipulación mecánica dirigida de células individuales.
El estudio interdisciplinario se llevó a cabo como parte del grupo de excelencia "3D Matter Made to Order", una asociación de investigación conjunta del Instituto de Tecnología de Karlsruhe y la Universidad de Heidelberg. Estudiantes de doctorado de la Escuela de Óptica y Fotónica de Karlsruhe KSOP de KITtambién estuvieron involucrados
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Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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