با تلاش محققان؛

امکان چاپ سه بعدی ساختار‌های نانومتری فراهم شد

پژوهشگران برای تولید ساختار‌های نانومتری از روش چاپ سه بعدی با استفاده از ژل بهره‌مند شدند.

کد خبر: ۸۷۸۴۱۳

شنبه - ۰۵ مهر ۱۳۹۹ / September 26, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، روش جدیدی برای چاپ سه‌بعدی ژل‌ها و دیگر مواد نرم ارائه کردند. در مقاله‌ای که این گروه منتشر کردند جزئیات مربوط به توانایی ایجاد ساختار‌های پیچیده با دقت بالا در مقیاس‌های نانومتری تشریح شده است.

از آنجا که بسیاری از ژل‌ها با سلول‌های زنده سازگار هستند، این روش جدید می‌تواند در ساخت تجهیزات پزشکی بسیار کوچک نظیر سیستم‌های انتقال دارو و یا الکترود‌های انعطاف‌پذیر که قرار است وارد بدن شود، مورد استفاده قرار گیرد.

یک چاپگر استاندارد سه بعدی با ایجاد ورق‌هایی از مواد، به‌طور معمول پلاستیک یا لاستیک، و سوار کردن آن‌ها به ‌صورت لایه‌ای روی هم، مانند ساختار لازانیا، محصول نهایی را به‌صورت جامد ایجاد کند.

آندره کلماکوف، محقق این پروژه گفت: استفاده از چاپگر سه‌بعدی برای ساخت اجسام کمی بیشتر از فرآیند پخت ظریف کار می‌برد. در روش استاندارد، محفظه چاپگر سه‌بعدی با سوپی حاوی پلیمر‌هایی با زنجیره بلند پر می‌شود و سپس به آن افزودنی‌هایی اضافه شده که این افزودنی‌ها مولکول‌های خاصی بوده که به نور حساس هستند. زمانی که نور چاپگر سه‌بعدی به این مولکول‌ها برخورد می‌کند، آن‌ها را فعال کرده و زنجیره پلیمر‌ها را به‌هم می‌چسباند تا یک ساختار کرکی شبکه مانند ایجاد شود. این داربست که هنوز توسط آب مایع محاط شده، در واقع ژل است.

به‌ طور معمول، چاپگر‌های ژل سه ‌بعدی از نور لیزر و فرابنفش برای تولید داربست ژل استفاده می‌کنند. محققان این پروژه با قرار دادن یک مانع بسیار نازک از جنس نیترید سیلیسیم بین خلاء و محفظه مایع در این فناوری، مانع از تبخیر محلول شدند و در عین حال به نور لیزر و فرابنفش اجازه ورود به سیستم را دادند تا چاپ سه‌بعدی انجام شود.

این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با استفاده از این چاپگر سه بعدی حاوی ژل می‌توان ساختار‌هایی با ابعاد در حدود صد نانومتر تولید کرد. آن‌ها انتظار دارند که با اصلاح این روش بتوان ساختار‌هایی کوچکتر از ۵۰ نانومتر در حد ویروس تولید کنند.

لازم به ذکر است؛ نتایج این پروژه در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.