La stampa 3D mediante scrittura laser diretta produce strutture di dimensioni micrometriche con proprietà definite con precisione. I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno ora sviluppato un metodo per cancellare l'inchiostro utilizzato per la stampa 3D. In questo modo, le piccole strutture di dimensioni fino a 100 nm possono essere cancellate e riscritte ripetutamente. Un nanometro corrisponde a un milionesimo di millimetro. Questo sviluppo apre molte nuove applicazioni della fabbricazione 3D in biologia o scienze dei materiali, ad esempio.

La scrittura laser diretta significa che un computer controllato, raggio laser focalizzato genera la struttura in un fotoresist simile a una penna. "Sviluppare un inchiostro che può essere cancellato di nuovo è stata una delle grandi sfide nella scrittura laser diretta, " Afferma il professor Christopher Barner-Kowollik dell'Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry del KIT. Gli scienziati hanno ora avuto successo:hanno sviluppato un inchiostro con legame reversibile, i cui elementi costitutivi possono essere separati l'uno dall'altro. La struttura stampata viene semplicemente cancellata immergendola in un solvente chimico. Al punto di cancellazione, si può scrivere una nuova struttura. In questo modo, la struttura può essere modificata ripetutamente.

Il processo è stato sviluppato in stretta collaborazione con il gruppo del professor Martin Wegener presso l'Istituto di fisica applicata e l'Istituto di nanotecnologia di KIT. I fisici hanno sviluppato stampanti 3D altamente specializzate che producono scaffold di dimensioni fino a 100 nm mediante scrittura laser diretta.

"L'inchiostro con punti di rottura definiti può essere utilizzato per una varietà di applicazioni, ", afferma il dottorando e primo autore Markus Zieger. Le strutture scritte con inchiostro cancellabile possono essere integrate in strutture realizzate con inchiostro non cancellabile:le costruzioni di supporto possono essere prodotte con la stampa 3D, simili a quelli utilizzati per la costruzione dei ponti e rimossi in seguito. È anche possibile sviluppare ulteriormente piastre di Petri di design 3D per l'uso in biologia. Recentemente, tali strutture sono state progettate da KIT per coltivare colture cellulari in tre dimensioni su scala di laboratorio. "Durante la crescita cellulare, parti del microscaffold 3-D potrebbero essere rimosse per studiare come le cellule reagiscono all'ambiente modificato, " spiega Martin Wegener. Secondo gli scienziati, è anche possibile produrre in futuro legami di filo reversibili da strutture conduttrici cancellabili. Un inchiostro permanente può essere miscelato con un inchiostro non permanente per influenzare le proprietà del materiale stampato e renderlo più o meno poroso, ad esempio.

Il nuovo processo è presentato nella rinomata rivista Angewandte Chemie sotto il titolo "Cleaving di microstrutture scritte a laser diretto su richiesta". I revisori hanno valutato questa pubblicazione un "documento molto importante". La stampa 3D è già indispensabile in molte aree di fabbricazione. La sua importanza è in aumento. "Secondo le stime, circa il 10% di tutti i beni sarà prodotto dalla stampa 3D nel 2030, " Dicono Barner-Kowollik e Wegener.