p Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e da Heidelberg University desenvolveram um fotorresiste para microimpressão de dois fótons. Agora foi usado pela primeira vez para produzir microestruturas de polímero tridimensionais com cavidades na faixa nano. No Materiais avançados , os cientistas relatam como a porosidade pode ser controlada durante a impressão e como isso afeta as propriedades de dispersão de luz das microestruturas. p Fotoresistentes são tintas de impressão usadas para imprimir as menores microestruturas em três dimensões pela chamada litografia de dois fótons. Durante a impressão, um feixe de laser é movido em todas as direções espaciais através do fotorresiste inicialmente líquido. O fotorresiste endurece apenas no ponto focal do feixe de laser. Pouco a pouco, microestruturas complexas podem ser construídas dessa maneira. Em uma segunda etapa, um solvente é usado para remover as áreas que não foram expostas à radiação. Arquiteturas de polímero complexas nas faixas de micrômetro e nanômetro permanecem.

p A polimerização de dois fótons - ou microimpressão de dois fótons com base neste processo - tem sido estudada extensivamente há alguns anos, em particular no que diz respeito à produção de microópticos, os chamados metamateriais, e microscaffolds para experimentos com células biológicas únicas. Para expandir o espectro de aplicações, novos materiais imprimíveis são necessários. Este é o ponto de partida dos cientistas envolvidos no Cluster of Excellence 3-D Matter Made to Order (3DMM2O) do KIT e da Heidelberg University. "Com a ajuda de fotorresistentes convencionais, foi possível imprimir transparente, polímeros vítreos apenas, "diz Frederik Mayer, físico do KIT e principal autor do estudo. "Nosso novo fotoresiste pela primeira vez permite a impressão de microestruturas 3-D a partir de nanoespuma porosa. Esta espuma de polímero tem cavidades de 30 a 100 nm de tamanho, que estão cheios de ar. "

p De Transparente para Branco

p "Nunca houve um fotorresiste para microimpressão a laser 3-D, com o qual o material 'branco' pode ser impresso, "Frederik Mayer ressalta. Como em uma casca de ovo porosa, os muitos pequenos orifícios de ar nas nanoarquitetura porosas fazem com que pareçam brancas. Misturar partículas brancas em um fotorresiste convencional não teria esse efeito, porque o fotorresiste deve ser transparente para o feixe de laser (vermelho) durante a impressão. "Nosso fotorresistente, "Mayer diz, "é transparente antes da impressão, mas os objetos impressos são brancos e têm alta refletividade. ”Os pesquisadores de Karlsruhe e Heidelberg demonstraram isso imprimindo uma esfera de Ulbricht (um componente óptico) tão fina quanto um cabelo.

p Outro fator que abre novas aplicações é a área de superfície interna extremamente grande do material poroso. Pode ser útil para processos de filtração no menor espaço, revestimentos altamente repelentes à água, ou o cultivo de células biológicas.

p A colaboração de três dos nove esforços de pesquisa do Cluster of Excellence revelou os usos para os quais o novo fotorresistente é adequado e como ele pode ser aplicado da melhor maneira possível. Por meio de varreduras de microscopia eletrônica e experimentos ópticos, os pesquisadores mostraram como as cavidades se distribuem nas estruturas impressas e como sua formação pode ser controlada variando os parâmetros de impressão e, em particular, a intensidade dos pulsos de laser. O trabalho no cluster de excelência foi realizado por cientistas de materiais da Universidade de Heidelberg, bem como químicos e físicos do KIT.