Nueva tecnología de impresión 3D que produce objetos de gel blando más pequeños que nunca

Aunque podemos pensar que los artículos impresos en 3D son duros, en realidad a menudo están hechos de geles blandos, como es el caso de las partes del cuerpo bioimpresas. Un nuevo sistema permite ahora que estos objetos se impriman a una escala mucho menor que antes.

Normalmente, el proceso de impresión 3D de artículos de gel comienza con una cámara que se llena con una mezcla de agua, moléculas sensibles a la luz y polímeros de cadena larga.

Cuando las áreas de la solución se exponen selectivamente a la luz ultravioleta o a la luz láser visible, las moléculas sensibles a la luz unen las cadenas de moléculas de polímero, formando una estructura “esponjosa” como un andamiaje. Esa estructura, que se construye capa por capa (y posteriormente se retira del agua que la rodea), es el objeto del gel.

Si se utilizaran haces de electrones o rayos X de mayor energía y menor longitud de onda en lugar de luz ultravioleta o visible, sería posible crear elementos con un detalle estructural más fino, ya que es posible enfocar más estrechamente los haces de esos tipos de radiación. Además, no se necesitarían moléculas sensibles a la luz, ya que los haces podrían trabajar directamente sobre las cadenas de polímeros.

Sin embargo, desafortunadamente, los microscopios electrónicos de barrido o los microscopios de rayos X necesarios para producir los haces deben funcionar en el vacío. Si la mezcla de agua/polímero se colocara en tal vacío, se evaporaría antes de formarse en un gel.

Dirigidos por el Dr. Andrei Kolmakov, los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos han desarrollado una solución. Colocando una lámina ultrafina de nitruro de silicio sobre la cámara líquida, protegieron la solución en su interior del vacío requerido, al tiempo que permitían que los haces de electrones y los rayos X penetraran a través de ella.

Por lo tanto, los investigadores pudieron crear geles que contenían estructuras tan pequeñas como 100 nanómetros de ancho, que es aproximadamente una milésima parte del ancho de un cabello humano. Una vez que el sistema se perfeccione más, se espera que sea posible imprimir artículos tan pequeños como 50 nanómetros – aproximadamente el tamaño de un pequeño virus.

Las posibles aplicaciones de la tecnología podrían incluir la producción de biosensores detectores de virus, micro robots de cuerpo blando, electrodos inyectables flexibles para la monitorización del cerebro, y estructuras implantables que puedan soportar e interactuar con células vivas.

Más información en este enlace.

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