Microestruturas tridimensionais feitas de vários fotorresistentes cliváveis. As microscopias eletrônicas de varredura mostram a degradação seletiva das estruturas (escala de 20 µm). Crédito:Nature Communications
A impressão 3D permite a fabricação eficiente de geometrias complexas. Um método promissor é a escrita direta a laser - controlada por computador, o feixe de laser focalizado atua como uma caneta e produz a estrutura desejada em um fotorresiste. Desta maneira, estruturas tridimensionais com detalhes na faixa submicrométrica podem ser produzidas.
"A alta resolução é muito atraente para aplicações que requerem estruturas de filigrana muito precisas, como na biomedicina, microfluídica, microeletrônica ou para metamateriais ópticos, "diz o professor Christopher Barner-Kowollik, chefe do Grupo de Arquiteturas Macromoleculares do Instituto de Tecnologia Química e Química de Polímeros (ITCP) do KIT e do Grupo de Materiais Suaves da Universidade de Tecnologia de Queensland (QUT) em Brisbane, Austrália. Mais de um ano atrás, os grupos de trabalho do Professor Martin Wegener no Instituto de Física Aplicada (APH) e do Instituto de Nanotecnologia (INT) do KIT e do Professor Christopher Barner-Kowollik desenvolveram uma tinta apagável para impressão 3-D. Graças à ligação reversível, os blocos de construção da tinta podem ser separados novamente.
Agora, os cientistas de Karlsruhe e Brisbane refinaram amplamente seu desenvolvimento. Conforme relatado no jornal Nature Communications , eles desenvolveram várias tintas, em cores diferentes, por assim dizer, que podem ser apagados independentemente uns dos outros. Isso permite a degradação seletiva e sequencial e a remontagem das microestruturas gravadas a laser. No caso de construções altamente complexas, suportes temporários podem ser produzidos e removidos novamente mais tarde. Também pode ser possível adicionar ou remover peças de ou para estruturas tridimensionais para o crescimento celular, o objetivo é observar como as células reagem a tais mudanças. Além disso, as tintas 3-D especificamente apagáveis permitem a troca de peças danificadas ou gastas em estruturas complexas.
Ao produzir os fotorresistentes cliváveis, os pesquisadores se inspiraram em biomateriais degradáveis. Os fotorresistentes são baseados em compostos de silano que podem ser facilmente clivados. Os silanos são compostos de silício-hidrogênio. Os cientistas usaram a substituição de átomos específicos para preparar os fotorresistentes. Desta maneira, as microestruturas podem ser degradadas especificamente em condições moderadas, sem que as estruturas com outras propriedades do material sejam danificadas. Esta é a principal vantagem sobre as tintas 3-D apagáveis usadas anteriormente. Novos fotorresistentes também contêm o monômero triacrilato de pentaeritritol que melhora significativamente a escrita sem afetar a clivagem.