Microsfere, microlenti e microfibre possono ora essere prodotte irradiando un getto di fluido con luce ultravioletta. Il risultato è che localmente, si forma un polimero della forma desiderata. Questo processo, chiamata fotopolimerizzazione in aria, consente la produzione di un'ampia gamma di microparticelle di ispirazione biologica. La tecnica è più veloce delle tecniche esistenti e fornisce particelle di qualità molto costante. I ricercatori dell'Università di Twente presentano il loro lavoro in Materiale avanzato del 4 dicembre.

I materiali di ispirazione biologica sono molto richiesti, comprese le microparticelle che stimolano la circolazione sanguigna o migliorano la somministrazione del vaccino, cerotti con microaghi che iniettano indolore le microfibre che si attaccano al tuo corpo, e microlenti che imitano gli occhi degli insetti. Questi richiedono elementi costitutivi ben definiti che possono essere assemblati in grandi quantità. Ancora, i processi di produzione esistenti richiedono molta manodopera, troppo lento, difficile da personalizzare o comportare una deviazione eccessiva delle dimensioni. La creazione delle particelle può essere eseguita utilizzando la tecnologia lab-on-a-chip, che è preciso ma lento, o utilizzando tecniche di attacco chimico che richiedono diverse fasi di lavorazione. Nel loro studio, i ricercatori mostrano che è possibile produrre le particelle desiderate da un flusso di liquido in corso fino a 4000 particelle al secondo.

Irradiazione UV 'sul flusso'

A prima vista, sembra una stampa a getto d'inchiostro:da un ugello esce un getto di liquido e il flusso continuo si scompone in goccioline. In questo caso, però, i ricercatori irradiano il fluido con luce ultravioletta. Nel sito di irradiazione, il liquido forma un polimero e si solidifica.

Jieke Jiang, primo autore del saggio, dice, "Quale materiale creiamo è determinato dalla posizione. Se illuminiamo il getto liquido di polietilenglicole diacrilato mentre è ancora continuo, possiamo creare fibre. Se il getto si rompe in goccioline, possiamo fare microsfere. Usando la luce pulsata, possiamo creare fibre di una lunghezza molto ben determinata. A parte quello, siamo in grado di giocare con la chimica. Aggiungendo poliuretano, Per esempio, possiamo fare fibre più forti. Siamo in grado di controllare tutte queste proprietà in modo molto preciso".

Fibre di Giano

È anche possibile creare fibre cave, le cosiddette fibre di Giano:come la testa di Giano, con le sue due facce, il processo combina due materiali. Ciò è reso possibile illuminando non uno ma due getti di liquido nella stessa posizione. Utilizzando due materiali, vengono create fibre attive in grado di rispondere agli stimoli. La tecnica è in grado di creare microlenti ben definite che potrebbero migliorare l'efficienza energetica delle celle solari o migliorare la resa dei display a LED.

Prima, i ricercatori dell'UT hanno presentato una tecnica per stampare i gel facendo aderire due getti di liquido. Il caposquadra Claas Willem Visser afferma:"Abbiamo chiamato questa microfluidica in aria, e la tecnica di polimerizzazione che abbiamo ora sviluppato ne è una nuova versione. La tecnologia ha portato alla società IamFluidics, mirando a microparticelle sostenibili per i prodotti farmaceutici, scienze della vita e cosmetici, evitando l'uso della plastica. A lungo termine, prevediamo che sarà possibile utilizzare particelle per stampare tessuti viventi, per l'ingegneria dei tessuti, Per esempio."