uma, Abordagens para a fabricação de microarquiteturas 3D de vários materiais usando impressão a laser 3D de vários fótons. Após o ciclo de exposição e desenvolvimento de um primeiro fotorresiste, um segundo fotorresiste é moldado manualmente, expor, desenvolvido, etc. Esta abordagem pode ser realizada por abordagem baseada em paleta ou câmara microfluídica. Aqui em, todos os fotorresistentes e reveladores são entregues à região de impressão por meio de um estágio ou câmara microfluídica. b, Estrutura baseada em multimateriais responsiva a estímulos 3D servindo como uma bancada de micro-esticamento para células (verde), aderindo especificamente à área da seta vermelha. O hidrogel hospedeiro-convidado nos poços intermediários se reproduz de forma reproduzível e, assim, dobra as lamelas elásticas do polímero. c, Recurso de segurança fluorescente determinística 3D contendo quatro polímeros dopados de forma diferente, emitindo em quatro comprimentos de onda diferentes (vermelho, azul, verde, e amarelo) e um componente de polímero não fluorescente. Crédito:Liang Yang, Frederik Mayer, Uwe H. F. Bunz, Eva Blasco e Martin Wegener
As abordagens de vários fótons fornecem taxas de impressão de até cerca de dez milhões de voxels por segundo. O 3D baseado em multi-fótons aborda a matéria estrutural com uma resolução que se aproxima dos tamanhos de recursos submicrométricos e nanômetros. Essa resolução espacial é crucial para muitas aplicações em fotônica e eletrônica e é inacessível para a maioria das outras abordagens de manufatura aditiva 3D.
Contudo, a grande maioria dos objetos e dispositivos impressos em 3D feitos ao longo dessas linhas foram compostos de apenas um único material polimérico. As arquiteturas de múltiplos materiais são muito menos investigadas do que as arquiteturas de um único material, ainda, a maioria dos sistemas da vida real (microscópico e macroscópico, biológicos e artificiais) contêm um grande número de materiais diferentes com ópticas muito diferentes, mecânico, térmico, e propriedades eletrônicas.
Em um novo artigo publicado em Leve:Manufatura Avançada , uma equipe de cientistas, liderado pelo Professor Martin Wegener do Instituto de Física Aplicada, Karlsruhe Institute of Technology, A Alemanha e colegas de trabalho revisaram abordagens e realizações em micro / nanoimpressão multimaterial de multifótons. Os materiais existentes que podem servir como um conjunto de trabalho de materiais primários são concluídos primeiro. Na segunda etapa, o processamento de materiais primários diferentes em estruturas impressas em 3D usando uma única ferramenta de máquina é discutido. A literatura correspondente é dividida em duas vias.
Na primeira avenida, diferentes fotoresistentes - as contrapartes das tintas coloridas - são combinados para fabricar uma estrutura 3D multimaterial direcionada. Até aqui, esta combinação foi realizada por etapas intermediárias de processamento manual, mas os sistemas de impressão 3D multimaterial multi-fótons automatizados estão se desenvolvendo rapidamente.
Na segunda avenida, um único fotorresiste fornece material impresso em 3D com propriedades diferentes. Não há analógico direto na impressão gráfica 2D. A ideia subjacente é impor um estímulo durante o processo de impressão 3D de cada voxel, influenciando a foto-reação da tinta, de modo que as propriedades do material emergente podem ser variadas localmente e deterministicamente em 3D.
"A natureza procede de maneira bastante semelhante. Ela atinge uma vasta variedade de propriedades materiais eficazes em animais e plantas, arquitetando em escala micrométrica e nanométrica, usando apenas um número limitado de blocos de construção, com base em polissacarídeos, proteínas, e minerais.16 A impressão de microestruturas 3D personalizadas resulta em compostos artificiais, com ótica efetiva, mecânico, térmico, e propriedades eletrônicas que podem ser qualitativamente dramaticamente distintas daquelas dos constituintes. Quanto ao pontilhamento em 2D, é fundamental que os tamanhos dos traços característicos sejam suficientemente pequenos para que o observador não os perceba e, em vez disso, experimente um contínuo homogêneo eficaz ”, afirmam os autores.
"Em relação aos materiais primários, o campo ainda mostra deficiências em relação à condutividade elétrica, semicondutor, metálico, e ingredientes responsivos a estímulos, "explicam os cientistas.
