3D-printen maakt de efficiënte vervaardiging van complexe geometrieën mogelijk. Een veelbelovende methode is direct laserschrijven - een computergestuurde, gefocusseerde laserstraal werkt als een pen en produceert de gewenste structuur in een fotoresist. Op deze manier, driedimensionale structuren met details in het submicrometerbereik kunnen worden geproduceerd.

"De hoge resolutie is zeer aantrekkelijk voor toepassingen die zeer precieze filigrane structuren vereisen, zoals in de biogeneeskunde, microfluïdica, micro-elektronica of voor optische metamaterialen, " zegt professor Christopher Barner-Kowollik, hoofd van de Macromolecular Architectures Group van KIT's Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry (ITCP) en van de Soft Matter Materials Group van de Queensland University of Technology (QUT) in Brisbane, Australië. Meer dan een jaar geleden, de werkgroepen van professor Martin Wegener van het Institute of Applied Physics (APH) en het Institute of Nanotechnology (INT) van het KIT en van professor Christopher Barner-Kowollik ontwikkelden een uitwisbare inkt voor 3D-printen. Dankzij omkeerbare binding, de bouwstenen van de inkt kunnen weer worden gescheiden.

Nutsvoorzieningen, de wetenschappers uit Karlsruhe en Brisbane hebben hun ontwikkeling grotendeels verfijnd. Zoals gerapporteerd in het journaal Natuurcommunicatie , ze hebben verschillende inkten ontwikkeld, in verschillende kleuren, bij wijze van spreken, die onafhankelijk van elkaar kunnen worden gewist. Dit maakt selectieve en sequentiële degradatie en hermontage van de lasergeschreven microstructuren mogelijk. Bij zeer complexe constructies tijdelijke ondersteuningen kunnen worden geproduceerd en later weer worden verwijderd. Het kan ook mogelijk zijn om onderdelen toe te voegen aan of te verwijderen van driedimensionale steigers voor celgroei, het doel is om te observeren hoe de cellen reageren op dergelijke veranderingen. Bovendien, de specifiek uitwisbare 3D-inkten zorgen voor de uitwisseling van beschadigde of versleten onderdelen in complexe structuren.

Bij het produceren van de splitsbare fotoresists, de onderzoekers lieten zich inspireren door afbreekbare biomaterialen. De fotoresists zijn gebaseerd op silaanverbindingen die gemakkelijk te splitsen zijn. Silanen zijn silicium-waterstofverbindingen. De wetenschappers gebruikten specifieke atoomsubstitutie voor het bereiden van de fotoresists. Op deze manier, microstructuren kunnen specifiek onder milde omstandigheden worden afgebroken zonder dat structuren met andere materiaaleigenschappen worden aangetast. Dit is het grote voordeel ten opzichte van voorheen gebruikte uitwisbare 3D-inkten. Nieuwe fotoresists bevatten ook het monomeer pentaerythritol triacrylaat dat het schrijven aanzienlijk verbetert zonder de splijtbaarheid te beïnvloeden.