Gli scienziati del MIT possono ora ridurre gli oggetti stampati in 3D fino alle versioni su scala nanometrica
La scala non è una limitazione della stampa 3D. Esistono stampanti 3D di dimensioni standard e stampanti 3D in grado di produrre geometrie 3D su scala nanometrica . E poi c’è Shrinky Dinks . Tutti ricordano quei kit progettati per restringersi nel forno dopo essere stati colorati a mano. Prendi la stampa 3D, uniscilo con Shrinky Dinks e il risultato è l’ultima scoperta del MIT in cui gli scaffold in gel contenenti materiali conduttivi e biomolecole vengono ridotti per via della disidratazione acida. Vedi, è esattamente come Shrinky Dinks.
Uno dei maggiori problemi nell’andare a scala micrometrica è mantenere precisione e accuratezza; Più piccole sono le caratteristiche, più difficile diventa manipolare fisicamente gli oggetti nella loro posizione e orientamento. Confronta, ad esempio, la differenza di difficoltà tra lavorare con i Lego e l’orologeria.
Le scienze dei materiali hanno rivelato vari materiali che hanno una contrazione molto definita e prevedibile quando accuratamente disidratati, come l’idrogel con cui i ricercatori del MIT hanno lavorato. Il loro idrogel si contrasse di dieci volte in ogni dimensione quando disidratato, con conseguente restringimento volumetrico di 1.000 volte e portando la risoluzione dell’oggetto su nanoscala a 50 nanometri.
“È un modo per inserire quasi ogni tipo di materiale in un modello 3D con precisione su scala nanometrica”, ha dichiarato Edward Boyden, professore di Y. Eva Tan in Neurotechnology al MIT. Chiamano il loro processo Implosion Fabrication (ImpFab). Si tratta di utilizzare i laser per posizionare otticamente nanostrutture di argento 3D o altri materiali in uno scaffold di gel. “Attacchi le ancore dove vuoi con la luce, e più tardi puoi attaccare tutto ciò che vuoi alle ancore”, dice Boyden. “Potrebbe essere un punto quantico, potrebbe essere un pezzo di DNA, potrebbe essere una nanoparticella d’oro.” L’impalcatura viene quindi esposta ad un acido che disidrata il gel in un solido di 1 millimetro cubo. Il posizionamento e l’orientamento degli oggetti inseriti sono accuratamente preservati, mantenendo la funzionalità su una scala più piccola di quella che potrebbe essere fabbricata in quella scala.
Il metodo si è evoluto dalla microscopia di espansione, una tecnica utilizzata nell’imaging dei tessuti cerebrali in cui il tessuto è incorporato in un idrogel e quindi espanso, fornendo immagini ad alta risoluzione su un normale microscopio. Boyden ha preso questo processo, lo ha capovolto e invertito, e ha inventato ImpFab. Daniel Oran è uno degli autori principali del giornale, spiegando: “È un po ‘come la fotografia di un film – un’immagine latente si forma esponendo un materiale sensibile in un gel alla luce. Quindi, puoi sviluppare quell’immagine latente in un’immagine reale allegando un altro materiale, l’argento, in seguito. In questo modo la fabbricazione di implosione può creare tutti i tipi di strutture, inclusi gradienti, strutture non connesse e modelli multimateriali. “
Generalmente, più piccola (o più grande) può essere una tecnologia, maggiore è la quantità di applicazioni a cui può essere applicata. I ricercatori si aspettano interesse dall’ottica e dalle industrie mediche, ma anticipano le richieste da strade inaspettate. “Ci sono tutti i tipi di cose che puoi fare con questo”, dice Boyden. “La democratizzazione della nanofabbricazione potrebbe aprire frontiere che non possiamo ancora immaginare”.
