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La impresora micro 3-D crea pequeñas estructuras en segundos
Nanoescribir , un derivado de la Instituto de Tecnología de Karlsruhe en Alemania, ha desarrollado una microimpresora 3D de sobremesa que puede crear microestructuras complicadas 100 veces más rápido de lo que es posible en la actualidad. Si algo tomó una hora para hacer, ahora toma menos de un minuto, dice Michael Thiel, director científico de Nanoscribe.
Micro impresión: Una imagen de microscopio electrónico de barrido muestra un andamio celular impreso con el nuevo dispositivo de Nanoscribe.
Si bien la impresión 3D de juguetes, fundas de iPhone y joyas sigue acaparando los titulares (consulte La diferencia entre fabricantes y fabricantes), gran parte del impacto de la impresión 3D podría tener una escala mucho menor. La impresión a escala micrométrica se ha mostrado prometedora para la fabricación de dispositivos médicos y electrónicos.
Thiel dice que debería ser posible acelerar aún más la técnica de microimpresión de su empresa en el futuro. Nanoscribe planea comenzar a vender su máquina en la segunda mitad de este año.
Fabricación de formas: Dos imágenes de microscopio electrónico de barrido muestran un andamio celular impreso (arriba) y una serie de microagujas.
La impresión de microestructuras con características de unos pocos cientos de nanómetros de tamaño podría ser útil para fabricar stents cardíacos, microagujas para inyecciones indoloras, adhesivos gecko, piezas para chips de microfluidos y andamios para células y tejidos en crecimiento. Otra aplicación importante podría ser la industria electrónica, donde la creación de patrones de características a nanoescala en chips implica actualmente técnicas lentas y costosas. La impresión 3-D produciría plantillas de polímero de forma rápida y económica que podrían usarse para hacer estructuras metálicas.
Hasta ahora, la microimpresión 3D se ha utilizado solo en laboratorios de investigación porque es bastante lenta. De hecho, muchos laboratorios de investigación de todo el mundo utilizan la impresora de primera generación de Nanoscribe. La nueva máquina más rápida también encontrará un uso comercial. Thiel dice que numerosas empresas médicas, de ciencias de la vida y nanotecnología están interesadas en la nueva máquina. Estoy seguro de que con el rendimiento más rápido que obtenemos con esta nueva herramienta, podría tener un avance industrial muy pronto, dice.
La tecnología detrás de la mayoría de las microimpresoras 3D se llama polimerización de dos fotones. Implica enfocar pulsos diminutos y ultracortos de un láser de infrarrojo cercano en un material sensible a la luz. El material polimeriza y solidifica en los puntos enfocados. A medida que el rayo láser se mueve en tres dimensiones, crea un objeto tridimensional.
Las impresoras actuales, incluido el sistema actual de Nanoscribe, mantienen fijo el rayo láser y mueven el material sensible a la luz a lo largo de tres ejes mediante etapas mecánicas, lo que ralentiza la impresión. Para acelerar el proceso, la nueva herramienta de Nanoscribe utiliza un pequeño espejo móvil para reflejar el rayo láser en diferentes ángulos. Thiel dice que la generación de múltiples haces de luz con una matriz de microlentes podría hacer que el proceso sea aún más rápido.
Las características más pequeñas que se pueden crear con la impresora Nanoscribe miden alrededor de 30 nanómetros, dice Julia Greer , profesor de ciencia de los materiales en el Instituto de Tecnología de California .
Esto es muy difícil de hacer y la herramienta Nanoscribe sobresale en eso, dice Greer. No creo que exista otra empresa que sea capaz de tal precisión. El equipo de investigación de Greer utiliza la impresora Nanoscribe de primera generación para crear y estudiar materiales que podrían usarse para catalizadores y para hacer estructuras fuertes y livianas, pero reconoce que su lentitud es un inconveniente.