可以选择性擦除的3-D墨水

通过直接激光写入进行3D打印，可以生产微米尺寸的结构，适用于从生物医学到微电子到光学超材料的许多应用。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员现已开发出可以选择性擦除的3D墨水。这允许在微米和纳米尺度上特定的降解和重新组装高度精确的结构。新的光致抗蚀剂出现在Nature Communications杂志上。

3D打印越来越重要，因为它可以有效地制造复杂的几何形状。一种非常有前景的方法是直接激光写入：计算机控制的聚焦激光束充当笔并在光致抗蚀剂中产生所需的结构。以这种方式，可以产生具有亚微米范围内的细节的三维结构。“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高分子结构组主任Christopher Barner-Kowollik教授说。化学(ITCP)和澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学(QUT)软物质材料小组和博士 KIT ITCP的Eva Blasco。一年多以前，KIT的研究人员已经成功地扩大了直接激光写作的可能性：应用物理研究所(APH)的Martin Wegener教授和KIT的纳米技术研究所(INT)以及Christopher Barner教授的工作组 - Kowollik为3D打印开发了可擦除墨水。由于可逆结合，墨水的构建块可以再次分离。

现在，卡尔斯鲁厄和布里斯班的科学家们已经大大改善了他们的发展。他们开发了几种不同颜色的墨水，它们可以相互独立地擦除。这使得激光写入的微结构的选择性和顺序退化和重新组装成为可能。例如，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。

在生产可裂解的光致抗蚀剂时，研究人员受到可降解生物材料的启发。光致抗蚀剂基于可以容易地裂解的硅烷化合物。硅烷是硅 - 氢化合物。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，其显着增强书写而不影响可切割性。