Deutlich schnelleres Drucken im Nano-Bereich

12. März 2012, 17:17
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Geschwindigkeit des Verfahrens an der TU Wien deutlich erhöht - neue Anwendungsperspektiven zum Beispiel in der Medizin

Wien - Mit Hilfe der sogenannten "Zwei-Photonen-Lithographie" lassen sich mikroskopisch kleine Details in drei Dimensionen ausdrucken. Das Verfahren hatte bisher allerdings den Nachteil einer langsamen Druckgeschwindigkeit. Diese konnten Wissenschafter der Technischen Universität (TU) Wien nun deutlich steigern: "Unser Gerät schafft in einer Sekunde fünf Meter", so Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologie der TU am Montag in einer Aussendung.

Zum Ausdrucken dreidimensionaler Strukturen mit Hilfe von 3D-Druckern wird flüssiges Harz verwendet, das genau an den gewünschten Stellen durch fokussierte Laserstrahlen ausgehärtet wird. Der Brennpunkt des Laserstrahls wird mit beweglichen Spiegeln durch das Harz gelenkt und hinterlässt dort eine ausgehärtete Linie mit einem Durchmesser von weniger als einem zehntausendstel Millimeter (100 Nanometer). Die Wissenschafter haben damit zur Veranschaulichung eine vereinfachte Miniaturnachbildung des Stephansdoms in der Größe von nur etwas über 50 Mikrometer ausgedruckt - eindrucksvoll lassen sich auf einer vergrößerten Aufnahme Details wie Fenster oder Strebpfeiler deutlich erkennen.

Ideen zur Geschwindigkeitserhöhung

Um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen, haben die TU-Forscher die Steuerung der Spiegel, die den Laserstrahl lenken, verbessert. Zudem hat ein Team um Robert Liska vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU eine neue Harzmischung entwickelt. Diese ermöglicht es, das Material an jedem gewünschten Ort im Volumen auszuhärten, neue Schichten müssen nicht wie bisher auf der Oberfläche schon ausgehärteter Schichten entstehen. Auch daraus ergibt sich eine erhebliche Zeitersparnis.

Die höhere Geschwindigkeit wird die Zwei-Photonen-Lithographie nun für die Industrie interessant machen, sind die TU-Forscher überzeugt. Sie suchen derzeit etwa nach bio-kompatiblen Harzen für medizinische Anwendungen. Damit könnte man maßgeschneiderte Strukturen bauen, die lebende Zellen als Gerüst benutzen können, um biologisches Gewebe nachzubilden.


(Das YouTube-Video zeigt den Herstellungsprozess: Durch die sehr schnelle Führung des Laserstrahls werden hier in 4 Minuten 100 Schichten erzeugt. Eine Schicht besteht dabei aus zirka 200 einzelnen Polymerstrichen.)

(APA/red, derStandard.at, 12.3.2012)

  • An der TU Wien wurde dieses Rennauto, das eine Länge von etwa 285 Mikrometern hat, gedruckt.
    foto: tu wien

    An der TU Wien wurde dieses Rennauto, das eine Länge von etwa 285 Mikrometern hat, gedruckt.

  • Eine vereinfachte Nachbildung des Wiener Stephansdoms misst etwas über 50 Mikrometer.
    foto: klaus cicha, tu wien

    Eine vereinfachte Nachbildung des Wiener Stephansdoms misst etwas über 50 Mikrometer.

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