Немецкие и швейцарские ученые продемонстрировали результаты опытов по производству микрожидкостных систем из кварцевого стекла с использованием 3D-печати методом мультифотонной литографии. Диаметр внутренних каналов в некоторых образцах составляет всего семь микрон.
В опытах принимают участие ученые Фрайбургского университета, Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Вюрцбургского университета. Техническую поддержку оказывает компания Nanoscribe GmbH, занимающаяся производством аддитивного оборудования по технологии мультифотонной литографии и предоставившая 3D-принтер Photonic Professional GT. Принцип работы таких систем в целом аналогичен лазерной стереолитографии, но отличается сверхвысоким разрешением ценой низкой производительности.
Но больше — не всегда лучше, и сборную научную команду интересует возможность производства стеклянных микрожидкостных систем сложной формы для химических и фармацевтических лабораторий. Методика носит комбинированный характер, несколько схожий с литьем по выжигаемым моделям. На первом этапе ученые используют 3D-принтер для печати фотополимерной мастер-модели, повторяющей заданную структуру внутренних каналов. После этого модель заливают нанокомпозитным материалом — наночастицами диоксида кремния в органическом связующем веществе, также отверждаемом ультрафиолетовым излучением.
Затем следует термическая обработка: сначала при 600ºС для выжигания полимерной основы и связующего, а затем при 1300ºС и под давлением 5 х10−2 мбар для удаления остатков полимера и спекания кремнезема в стекло. В ходе опытов ученым удалось получить образцы лабораторных микрожидкостных систем с каналами диаметром всего в семь микрон. В случае с образцом, полученным по мастер-модели на заглавной иллюстрации, линейная усадка составила 26,3%.
Справедливости ради отметим, что ученые исследуют сразу несколько вариантов формирования каналов с помощью удаляемых структур: помимо 3D-печати фотополимерных мастер-моделей рассматривается укладка нейлоновых нитей, печать гидрогелями, а также электроспиннинг поликапролактоном. Исследования пока что носят экспериментальный характер, но ученые планируют сделать методику коммерчески доступной после того, как будут выработаны все нюансы.
источник 3Dtoday.ru