KIT开发出可选择性擦除的3D打印墨水用于激光直写技术

2018-08-17 15:04

在激光直写3D打印技术中，由计算机控制的高度聚焦的激光束充当笔，在光致抗蚀剂（光敏材料）中产生期望的结构。这允许生成具有亚微米细节的3D结构。

由各种光敏树脂制成的三维微结构。扫描电子显微镜显示结构的选择性降解

Martin Wegener，Eva Blasco和德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的Christopher Barner－Kowollik及其同事开发了基于不稳定硅烷交联剂的3D油墨，可以选择性地擦除。这允许在温和条件下在微米和纳米尺度上的高精度结构的特定降解和重组。

“高分辨率对于需要非常精确的掐丝结构的应用非常有吸引力，例如生物医学，微流体，微电子或光学超材料，”KIT化学技术与聚合物研究所大分子结构组主任Christopher Barner－Kowollik教授说。

一年多以前，KIT的应用物理研究所（APH）和纳米技术研究所（INT）的Martin Wegener教授和Christopher Barner－Kowollik教授的工作组开发了一种可擦除的3D打印墨水。由于可逆结合，可以重复擦除和重写高达100纳米（一纳米对应于百万分之一米）的小结构。

现在，卡尔斯鲁厄和布里斯班的科学家们已经在很大程度上改进了他们的技术，据Nature Communications杂志报道，他们开发了几种不同颜色的油墨，可以说是可以相互独立地擦除。这使得能够选择性地和顺序地降解和重新组装激光写入的微结构。

在高度复杂的结构的情况下，可以生成临时支撑并在以后再次移除。还可以向三维支架添加或从三维支架中移除部件以用于细胞生长，目的是观察细胞如何对这种变化作出反应。此外，特别可擦除的3D墨水允许在复杂结构中更换损坏或磨损的部件。

在生产可裂解的光刻胶时，研究人员受到可降解生物材料的启发。光敏树脂基于可以容易地裂解的硅烷化合物。科学家们使用特定的原子取代来制备光刻胶。以这种方式，微结构可以在温和条件下特定地降解，而没有其他材料特性的结构被损坏。

与以前使用的可擦除3D墨水相比，这是一个主要优势。新的光致抗蚀剂还含有单体季戊四醇三丙烯酸酯，其显著增强书写而不影响可切割性。

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