La litografia a flusso è un metodo litografico per la generazione continua di microstrutture polimeriche per varie applicazioni come saggi biologici, consegna farmaci, portatori di cellule, ingegneria dei tessuti e autenticazione. Un team di ricercatori in Corea ha dimostrato l'uso di una tecnica di wobulazione per migliorare la risoluzione delle nanostrutture prodotte dalla litografia a flusso.

La tecnica utilizza un proiettore Digital Light Processing (DLP), simili a quelli utilizzati nei televisori a proiezione, per generare modelli litografici. Sovrapponendo i fotogrammi a bassa risoluzione del proiettore DLP è possibile produrre un fotogramma a risoluzione molto più elevata. La tecnica descritta nel diario di questa settimana, Lettere di fisica applicata , potrebbe migliorare le prestazioni della stampante 3D.

Il cuore del proiettore DLP è un dispositivo digitale a microspecchi (DMD), un piccolo dispositivo elettromeccanico che viene fabbricato attraverso un processo Micro Electro Mechanical System (MEMS). Il DMD è essenzialmente un array di piccolissimi, specchi controllabili. Riflettendo la luce UV dall'array di specchi e controllando dinamicamente ogni pixel dell'array, vengono proiettati vari modelli UV.

La risoluzione, però, è strettamente limitata la dimensione dei pixel del DMD. Aumentare la risoluzione della DMD in modo che corrisponda a quella di altre tecniche litografiche è una sfida che è stata affrontata utilizzando questa tecnica di wobulazione.

"Wobulation funziona in modo molto simile a quando due trasparenti, gli sfondi a quadri sono impilati uno sopra l'altro, il risultato sarebbe un plaid dall'aspetto più denso, ma la forma quadrata del plaid è ancora evidente, " ha detto Wook Park, un fisico alla Kyung Hee University di Seoul, Corea del Sud. "Se invece spostiamo un po' uno strato rispetto all'altro, il bordo frastagliato del motivo scozzese è molto meno evidente. In modo molto simile, abbiamo cercato di definire meglio il bordo litografico esponendo due volte un pattern UV, scaglionamento della seconda esposizione rispetto alla prima, e dimezzando il tempo di esposizione di ogni strato. Applicando questa tecnica di wobulation abbiamo ottenuto un effetto come se fosse stato esposto un pattern a risoluzione più elevata per l'intero tempo di esposizione".

C'erano diversi vantaggi in questa tecnica. Per esempio, nel passato alto, lenti di ingrandimento sono state utilizzate per migliorare la risoluzione litografica, ma questo restringeva il campo visivo.

Con questo approccio, la risoluzione è migliorata mantenendo lo stesso campo visivo, riducendo la rugosità senza ridurre la produttività.

Il passo successivo è quello di creare più complessi, microstrutture di idrogel tridimensionali che possono diventare una piattaforma di biofabbricazione personalizzata. Ciò consentirà lo sviluppo di una stampante 3D che combina un dispositivo microfluidico e tecniche di stampa 3D, fornendo la capacità di produrre continuamente microcarrier, incorporare biomateriali. L'applicazione della tecnica di wobulazione consentirà alla stampante 3D basata su DLP di produrre le microstrutture più sofisticate necessarie per queste applicazioni.

Il team non vede l'ora di realizzare il potenziale di questa tecnica. "Una delle maggiori sfide nello sviluppo di stampanti 3D è migliorare la risoluzione, " ha detto Park. "Applicando la wobulation per affrontare questa sfida, prevediamo di essere in grado di migliorare le prestazioni delle stampanti 3D DLP già commercializzate."