Các nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã phát triển một phương pháp mới cho gel in 3D và các vật liệu mềm khác. Nghiên cứu đã được công bố trên một bài báo mới và nó có tiềm năng tạo ra các cấu trúc phức tạp với độ chính xác nanomet. 

Do nhiều loại gel tương thích với tế bào sống nên phương pháp mới này có thể nhanh chóng bắt đầu sản xuất các thiết bị y tế vi mô mềm, chẳng hạn như hệ thống phân phối thuốc hoặc điện cực linh hoạt có thể đưa vào cơ thể con người.

Máy in 3D tiêu chuẩn hoạt động bằng cách tạo ra các tấm vật liệu mỏng (thường là nhựa hoặc cao su) và xây dựng chúng từng lớp (chẳng hạn như lasagna) cho đến khi toàn bộ vật thể được tạo ra.

Nhà nghiên cứu Andrei Kolmkov của NIST cho biết việc sử dụng máy in 3D để tạo ra các vật thể làm bằng gel "hơi giống một quá trình nấu nướng tinh tế". Trong phương pháp tiêu chuẩn, buồng máy in 3D chứa đầy súp polymer chuỗi dài (các phân tử chuỗi dài được liên kết với nhau) hòa tan trong nước. Sau đó thêm "hương thơm" (một phân tử đặc biệt nhạy cảm với ánh sáng). Khi ánh sáng từ máy in 3D kích hoạt các phân tử đặc biệt này, chúng sẽ khâu các chuỗi polymer lại với nhau để tạo thành cấu trúc mạng mịn. Loại gel này vẫn được bao quanh bởi nước lỏng.

Nói chung, máy in gel 3D hiện đại sử dụng tia cực tím hoặc tia laser nhìn thấy được để thúc đẩy sự hình thành khung gel. Tuy nhiên, Kolmkov và các đồng nghiệp đã tập trung sự chú ý vào một công nghệ in 3D khác sử dụng chùm tia điện tử hoặc tia X để tạo ra gel. Bởi vì những loại bức xạ này có năng lượng cao hơn hoặc bước sóng ngắn hơn tia cực tím và ánh sáng khả kiến, nên những chùm tia này có thể tập trung chặt chẽ hơn, do đó có thể tạo ra các loại gel có cấu trúc chi tiết mịn hơn. Những chi tiết này chính xác là những gì kỹ thuật mô và nhiều ứng dụng y tế và sinh học khác yêu cầu. Điện tử và tia X còn có ưu điểm thứ hai: chúng không yêu cầu các phân tử đặc biệt để thúc đẩy sự hình thành gel.

Nhưng hiện tại, những nguồn bức xạ bước sóng ngắn tập trung chặt chẽ như vậy (kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi tia X) chỉ có thể hoạt động trong chân không. Có một vấn đề là trong chân không chất lỏng trong mỗi buồng bay hơi thay vì tạo thành gel.

Kolmkov và các đồng nghiệp tại NIST và Trieste, Ý đã giải quyết vấn đề này và chứng minh việc sử dụng công nghệ in gel 3D trong chất lỏng bằng cách đặt một rào cản siêu mỏng (một lớp màng mỏng silicon nitride) giữa chân không và buồng chất lỏng. Các vảy ngăn chất lỏng bay hơi (thường xảy ra trong chân không), nhưng cho phép tia X và electron xuyên qua chất lỏng. Phương pháp này cho phép nhóm sử dụng phương pháp in 3D để tạo ra gel có cấu trúc nhỏ tới 100 nanomet (nm) (mỏng hơn 1000 lần so với tóc người). Bằng cách cải tiến phương pháp của mình, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ in được cấu trúc 50 nanomet lên gel.

Một số cấu trúc được chế tạo theo cách này có thể được sử dụng trong tương lai cho các điện cực tiêm linh hoạt để theo dõi hoạt động của não, cảm biến sinh học để phát hiện vi rút, robot siêu nhỏ và các cấu trúc có thể mô phỏng tế bào sống và cung cấp môi trường cho sự phát triển của chúng.

Kolmkov cho biết: "Chúng tôi đang giới thiệu các công cụ mới (chùm tia điện tử và tia X chạy trong chất lỏng) vào in 3D các vật liệu mềm." Ông và các đồng nghiệp đã thông qua một báo cáo đăng trên ACS Nano vào ngày 16 tháng 2020 năm XNUMX. Công việc của họ được mô tả trong một bài báo.

Liên kết đến bài viết này ：

 Công nghệ in 3D có thể thúc đẩy việc sản xuất các thiết bị y tế siêu nhỏ bên trong cơ thể con người

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Dịch vụ. Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Nhà sản xuất gia công quy mô lớn túi y tế, cung cấp dịch vụ thiết kế 3D, mẫu thử nghiệm và giao hàng toàn cầu. Cũng cung cấp các loại vỏ cứng, EVA nửa cứng, bao mềm, túi và nhiều thứ khác cho OEM. Tất cả các trường hợp được thực hiện tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật với sự kết hợp vô hạn của nguyên vật liệu, khuôn, túi, vòng, khóa kéo, tay cầm, logo và phụ kiện. Các tùy chọn chống va đập, chống nước và thân thiện với môi trường. Bộ phận y tế, phản hồi khẩn cấp, Phần điện tử, các ngành công nghiệp, giáo dục, quân sự, an ninh, thể thao, ngoài trời và xây dựng. Các dịch vụ bao gồm tư vấn khái niệm trường hợp, thiết kế 3D, tạo mẫu, tạo mẫu,Khoan CNC Dịch vụ và sản xuất. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi ( sales@pintejin.com ).