La micro-imprimante 3-D crée de minuscules structures en quelques secondes

Nanoscribe , un spin-off de la Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne, a développé une micro-imprimante 3-D de table qui peut créer des microstructures complexes 100 fois plus rapidement qu'il n'est possible aujourd'hui. Si quelque chose prenait une heure à faire, cela prend maintenant moins d'une minute, explique Michael Thiel, directeur scientifique de Nanoscribe.

Micro impression : Une image au microscope électronique à balayage montre un échafaudage cellulaire imprimé à l'aide du nouvel appareil de Nanoscribe.

Alors que l'impression 3D de jouets, de coques d'iPhone et de bijoux continue de faire la une des journaux (voir La différence entre les fabricants et les fabricants), une grande partie de l'impact de l'impression 3D pourrait être à une échelle beaucoup plus petite. L'impression à l'échelle micrométrique s'est révélée prometteuse pour la fabrication d'appareils médicaux et électroniques.

Thiel dit qu'il devrait être possible d'accélérer encore plus la technique de micro-impression de son entreprise à l'avenir. Nanoscribe prévoit de commencer à vendre sa machine au second semestre de cette année.

Création de forme : Deux images au microscope électronique à balayage montrent un échafaudage cellulaire imprimé (en haut) et un réseau de micro-aiguilles.

L'impression de microstructures avec des caractéristiques de quelques centaines de nanomètres pourrait être utile pour fabriquer des stents cardiaques, des microaiguilles pour des injections indolores, des adhésifs gecko, des pièces pour les puces microfluidiques et des échafaudages pour la croissance de cellules et de tissus. Une autre application importante pourrait être dans l'industrie électronique, où la structuration de caractéristiques à l'échelle nanométrique sur des puces implique actuellement des techniques lentes et coûteuses. L'impression 3D produirait rapidement et à moindre coût des modèles en polymère pouvant être utilisés pour fabriquer des structures métalliques.

Jusqu'à présent, la micro-impression 3D n'a été utilisée que dans les laboratoires de recherche car elle est assez lente. En fait, de nombreux laboratoires de recherche dans le monde utilisent l'imprimante de première génération de Nanoscribe. La nouvelle machine, plus rapide, trouvera également une utilisation commerciale. Thiel dit que de nombreuses entreprises médicales, des sciences de la vie et des nanotechnologies sont intéressées par la nouvelle machine. Je suis convaincu qu'avec le débit plus rapide que nous obtenons avec ce nouvel outil, il pourrait avoir une percée industrielle très bientôt, dit-il.

La technologie derrière la plupart des micro-imprimantes 3D est appelée polymérisation à deux photons. Il s'agit de focaliser de minuscules impulsions ultracourtes d'un laser proche infrarouge sur un matériau sensible à la lumière. Le matériau polymérise et se solidifie aux points focalisés. Lorsque le faisceau laser se déplace en trois dimensions, il crée un objet en 3D.

Les imprimantes d'aujourd'hui, y compris le système actuel de Nanoscribe, maintiennent le faisceau laser fixe et déplacent le matériau photosensible le long de trois axes à l'aide d'étapes mécaniques, ce qui ralentit l'impression. Pour accélérer le processus, le nouvel outil de Nanoscribe utilise un petit miroir mobile pour refléter le faisceau laser sous différents angles. Thiel dit que la génération de plusieurs faisceaux lumineux avec un réseau de microlentilles pourrait accélérer le processus.

Les plus petites fonctionnalités pouvant être créées à l'aide de l'imprimante Nanoscribe mesurent environ 30 nanomètres, selon Julia Greer , professeur de science des matériaux à la Institut de technologie de Californie .

C'est très difficile à faire, et l'outil Nanoscribe y excelle, dit Greer. Je ne pense pas qu'il existe une autre entreprise capable d'une telle précision. L'équipe de recherche de Greer utilise l'imprimante Nanoscribe de première génération pour créer et étudier des matériaux qui pourraient être utilisés pour les catalyseurs et pour fabriquer des structures solides et légères, mais elle reconnaît que sa lenteur est un inconvénient.

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