Löschbare Tinte für den 3-D-Druck
Verfahren eröffnet neue Anwendungen in der Biologie und der Materialentwicklung.
Im 3-D-Druckverfahren durch direktes Laserschreiben lassen sich mikrometergroße Strukturen mit genau definierten Eigenschaften schreiben. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder wegwischen lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie und der Materialentwicklung.
Beim direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln, die man auch wieder löschen kann, war eine der großen Herausforderungen beim direkten Laserschreiben“, sagt Christopher Barner-Kowollik vom KIT. Das ist den Wissenschaftlern nun gelungen: Sie haben eine Tinte mit einer reversiblen Bindungsverknüpfung entwickelt, deren Bausteine sich wieder voneinander trennen lassen. Das Gedruckte wird einfach gelöscht, indem es in eine Lösungschemikalie getaucht wird. An der gelöschten Stelle kann wiederum erneut geschrieben werden, so dass die Struktur mehrfach verändert werden kann.
„Die Tinte mit Sollbruchstellen bietet eine Vielfalt an Anwendungen“, betont Doktorand Markus Zieger vom KIT. Mit löschbarer Tinte geschriebene Formen lassen sich in Strukturen aus nichtlöschbarer Tinte integrieren. So wird es möglich, beim dreidimensionalen Druck Stützkonstruktionen – ähnlich wie beim Brückenbau – herzustellen und sie im weiteren Fertigungsprozess wieder zu entfernen. Für die Biologie ließen sich 3-D-Designer-Petrischalen weiterentwickeln, die jüngst ebenfalls am KIT entworfen wurden, um Zellkulturen im Labor in passgerechter Raumstruktur wachsen zu lassen. „Man könnte während des Zellwachstums Teile des dreidimensionalen Mikrogerüstes wieder entfernen, um zu untersuchen, wie die Zellen auf die veränderte Umgebung reagieren“, erläutert Martin Wegener vom KIT. Denkbar sei es auch, künftig mit Hilfe löschbar geschriebener, leitender Strukturen reversible Drahtbindungen als elektronische Bauteile herzustellen, so der Wissenschaftler. Durch das Mischen einer permanenten und einer nichtpermanenten Tinte ließen sich zudem die Eigenschaften des gedruckten Materials beeinflussen und es zum Beispiel mehr oder weniger porös machen.
KIT / RK
