Los ingenieros de la Universidad de Maryland (UMD) han creado una nueva técnica de nanoimpresión 3D multimaterial que apareció en la portada interior de la edición del 21 de julio de Lab on a Chip.

La nueva técnica del equipo, capaz de imprimir pequeñas estructuras de múltiples materiales, una fracción del tamaño de un cabello humano, ofrece a los investigadores una más económico, y medios más precisos para imprimir en 3D estas estructuras altamente complejas porque el proceso utiliza un proceso de moldeo muy simple que se usa ampliamente en la mayoría de los laboratorios de microfluidos.

Para demostrar su nuevo enfoque, los investigadores imprimieron en 3D una variedad de componentes de múltiples materiales, incluyendo una estructura de ADN de cinco materiales, un micro-violonchelo de varios materiales, "y un logotipo de micro UMD de cuatro materiales.

"Al proporcionar a los investigadores una forma accesible de sistemas multimaterial de nanoimpresión 3D que no solo es mucho más rápida, pero también más preciso que los métodos convencionales, este trabajo abre puertas a aplicaciones emergentes que demandan microestructuras con múltiples materiales, y a la vez, múltiples funciones, "dijo Ryan Sochol, profesor asistente de ingeniería mecánica y bioingeniería en la Escuela de Ingeniería A. James Clark de la UMD.

En una aplicación de este nuevo enfoque, El Laboratorio de Fabricación Avanzada Bioinspired (BAM) de Sochol está trabajando con la Administración de Alimentos y Medicamentos para aplicar esta estrategia a las partes de nanoimpresión tridimensional del ojo humano que incluyen anatomía compleja con diferentes propiedades ópticas.

Andrew Lamont, autor principal del estudio y Ph.D. estudiante de bioingeniería en la UMD, presentó los primeros resultados de la investigación del equipo en la Conferencia Internacional de Sistemas Microelectromecánicos (MEMS) en Seúl, Corea el pasado mes de enero, donde el trabajo fue seleccionado para el Premio al Trabajo Destacado de la conferencia.

En la última decada, Los científicos han luchado por crear estructuras de nanoimpresión 3D con más de un material, dado que las técnicas convencionales son limitadas en términos de tiempo, costo, labor, y resolución multimaterial. Si bien las tecnologías de impresión 3D han avanzado mucho en los últimos años, la impresión a escalas muy pequeñas sigue siendo difícil.

"Desafortunadamente, Los desafíos anteriores han dado como resultado solo un puñado de avances basados ​​en la nanoimpresión 3D de múltiples materiales, con la gran mayoría incluyendo solo dos materiales, "dijo Lamont, quien desarrolló el enfoque como parte de su investigación doctoral. "Pero con nuestra estrategia, los investigadores pueden fácilmente sistemas de nanoimpresión 3-D con un gran número de materiales integrados a velocidades y tamaños que no son posibles con los métodos convencionales ".

El equipo de Clark School ha presentado dos patentes provisionales en EE. UU. Para su estrategia, que se basa en un proceso llamado "escritura láser directa in situ" y un trabajo publicado a principios de este año. Las estructuras de múltiples materiales están nanoimpresas en 3D directamente dentro de los microcanales, con distintos materiales líquidos cargados en el canal uno a la vez para la impresión específica del material. Una vez finalizado el proceso de impresión, la caja del microcanal se puede quitar, dejando atrás estructuras 3D de múltiples materiales totalmente integradas en una fracción del tiempo, pero con mejor precisión que el estado de la técnica.

"Esta nueva capacidad de los sistemas de nanoimpresión 3-D que comprenden materiales con la sustancia química objetivo, biológico, eléctrico, óptico, y / o propiedades mecánicas, "Sochol dijo, "ofrece un camino prometedor para lograr avances en áreas que incluyen la administración de medicamentos, óptica avanzada, metamateriales, y microrrobótica ".