新しい3D印刷技術は、ミクロンレベルで複雑な粒子構造を印刷できる

新しい3D印刷技術は、ミクロンレベルで複雑な粒子構造を印刷できる
最近、カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) のバイオエンジニアリング チームが、光過渡液体モデリングと呼ばれる新しい 3D 印刷技術を開発しました。この技術は、液状の感光性高分子材料と専用ソフトウェアを用いて、パターン化された紫外線を照射することで、髪の毛の幅よりも小さい複雑な微細物体を作製することができ、バイオメディカルやさまざまな産業分野で重要な役割を果たすことが期待されています。

従来の 3D 印刷方法でも非常に複雑な形状や構造を作成できますが、3D プリンターから絞り出される液体材料が大きすぎるため、このような小さなスケール (1 mm 未満) では実現できませんでした。現在、UCLAの科学者たちは、さまざまなマイクロ流体技術と光学技術を駆使して、ついに全体の大きさが100~500ミクロン、細部が10~15ミクロンの微小物体を作り出した。

長さ約 500 ミクロンの 3D プリント粒子<br /> 中国の3Dプリント専門メディアプラットフォームAntarctic Bearによると、この研究論文はAdvanced Materials誌に掲載された。著者であるUCLAヘンリー・サミュエリ工学応用科学学部のChueh-Yu Wu氏、Keegan Owsley氏、Dino Di Carlo氏は、この技術を「2D光パターンを使用して感光性ポリマー前駆体の流れを照らし、流れの軸に沿って形を作る、まったく新しい製造方法」と表現した。流体は基本的に2種類あり、1つは前駆体材料としての液体ポリマー、もう1つは一連の小さな柱状構造によって組み合わされたポリマーの流れの流体型である。これらの柱の分布によって、2 つの液体の流れがどのように混ざるかが決まります。

次に、研究者らは CAD uFlow ソフトウェア (無料でダウンロード可能) を使用して、柱の位置と順序を変更すると形状がどのように変化するかを予測しました。物質の流れを突然止めることで、紫外線を使用して前駆体の流れを事前に定義されたパターンでスライスすることができます。これは、物体が最初に前駆体の流れによって成形され、次に UV 光によって再度成形されることを意味します。 「生地を型に押し出して麺を作るようなものです。ここでは、最初の型は液体で、2番目の型はパターン化された紫外線です。それが材料をスライスに切り分けます」とチュエ・ユー・ウー氏は説明した。


「形状が材料の機能を決定することが多いことはわかっているので、オンデマンド製造に3D粒子を使用するこの基本的な能力には大きな可能性があると考えています。本当にわくわくします」と、UCLAの生物工学教授でこのプロジェクトの主任研究者であるディ・カルロ氏は語った。

現在研究者らが想定している応用例としては、組織の再生を助ける自己組織化生体材料のカスタマイズや、独自の光応答特性を持つ新しいタイプの塗料やコーティングの開発などが挙げられます。さらに、研究者らはこれまでにこの技術を使用して、有機材料でできた物体(バイオメディカル用途に使用可能)や、磁気によって動きを正確に制御できる粒子(工業用途)の作成に成功したことを確認しています。

3ders経由
生物学、カビ、ソフトウェア、医学、南極のクマ

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