新3D打印技術(shù)打印出人類頭發(fā)寬度千分之一的軟凝膠物體

來源：cnBeta.COM

據(jù)外媒報(bào)道，或許大家眼中的3D打印物品都是硬的，但實(shí)際上它們往往是由軟凝膠制成，就像生物打印身體部位的情況一樣。現(xiàn)在，一種新系統(tǒng)可以讓打印出比以往任何時(shí)候都小得多的物體。 通常情況下，3D打印凝膠材料的過程始于一個(gè)充滿水、光敏分子和長(zhǎng)鏈聚合物的混合物的腔室。

當(dāng)溶液區(qū)域選擇性地暴露在紫外線或可見光下時(shí)，光敏分子將聚合物分子鏈結(jié)合在一起進(jìn)而形成一種類似腳手架的“蓬松”結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是一層一層地建立起來的，然后再?gòu)乃�周圍的水中移除，這就是凝膠物體。

如果使用更高能量/更短波長(zhǎng)的電子束或X射線來代替紫外線或可見光就有可能制造出具有更精細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的物體--這是因?yàn)榭梢愿�緊密地聚焦這類輻射的光束。此外，由于光束可以直接在聚合物鏈上工作，所以其還不需要光敏感分子。

然而不幸的是，產(chǎn)生光束所需的掃描電子顯微鏡或X射線顯微鏡必須在真空中操作。如果將水/聚合物混合物放在真空環(huán)境中它就會(huì)在形成凝膠之前蒸發(fā)。

在Andrei Kolmakov博士的帶領(lǐng)下，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了一個(gè)變通方案。它們通過在液體腔室上放置超薄的氮化硅薄片來保護(hù)溶液不受真空的影響，同時(shí)還能讓電子束和X射線穿透。

得益于這套新解決方案，研究人員制造出了100納米寬度結(jié)構(gòu)的凝膠，該寬度大概只有人類頭發(fā)寬度的千分之一。一旦該系統(tǒng)得到進(jìn)一步完善，研究人員就有望打印出50納米的物品--大概只有一個(gè)小病毒那么大。

這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用可能包括生產(chǎn)病毒檢測(cè)生物傳感器、軟體微型機(jī)器人、可注射柔性腦監(jiān)測(cè)電極以及可支持活細(xì)胞并與之互動(dòng)的可植入結(jié)構(gòu)。