RICERCATORI DI BERKELEY 3D STAMPANO DISPOSITIVI COMPLETAMENTE LIQUIDI PER BATTERIE E FORMULAZIONI DI FARMACI
I ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory , un laboratorio per l’ ufficio del Dipartimento di Energia (DOE) gestito dall’Università della California , hanno stampato in 3D un dispositivo completamente liquido da utilizzare nella sintesi chimica di batterie e formulazioni di farmaci.
“Il nostro dispositivo stampato in 3D può essere programmato per eseguire su richiesta reazioni chimiche complesse e multistep”, ha dichiarato Brett Helms, uno scienziato del personale della Divisione di scienze dei materiali di Berkeley Lab e Molecular Foundry , che ha diretto lo studio pubblicato su Nature Communications.
“La cosa ancora più sorprendente è che questa piattaforma versatile può essere riconfigurata per combinare in modo efficiente e preciso le molecole per formare prodotti molto specifici, come i materiali organici delle batterie”.
L’anno scorso Helms e Thomas Russell, uno scienziato in visita presso la Divisione Scienze dei Materiali di Berkeley Lab, hanno sviluppato nuove strutture liquide utilizzando una stampante 3D Qidi X-one modificata . Con l’X-one, i liquidi sono stati stampati alla scala del micron, consentendo ai ricercatori di “posizionare fili d’acqua ovunque desideriamo in tre dimensioni”.
Questi fili d’acqua creavano strutture tubolari liquide sospese in un contenitore di olio. Questa ricerca ha portato il team di Berkely Lab a indagare ulteriormente le applicazioni di questo metodo. Helms ha aggiunto: “Dopo questa dimostrazione di successo, un gruppo di noi si è riunito per riflettere su come utilizzare la stampa a liquido per fabbricare un dispositivo funzionante.”
“Poi ci è venuto in mente: se siamo in grado di stampare liquidi in canali definiti e di far scorrere il contenuto attraverso di essi senza distruggerli, allora potremmo realizzare dispositivi fluidici utili per una vasta gamma di applicazioni, da nuovi tipi di laboratori chimici miniaturizzati a batterie e dispositivi elettronici “.
Per realizzare un dispositivo fluidico stampabile in 3D, Wenqian Feng, ricercatore post-dottorato presso la Divisione Scienze dei Materiali di Berkeley Lab e autore principale del nuovo studio, ha progettato un substrato in vetro appositamente progettato.
Ciò consente a due liquidi di riunirsi in pochi millisecondi formando un canale o un tubo molto sottile di circa 1 millimetro di diametro. Questi liquidi sono costituiti da particelle di argilla su nanoscala e particelle polimeriche e possono essere stampati in 3D in ponti tra i canali per collegare prodotti chimici fluenti. Con i controlli del computer, è possibile condurre una reazione chimica desiderata.
Helms ha proseguito: “La forma e le funzioni di questi dispositivi sono limitate solo dall’immaginazione del ricercatore”.
“LA SINTESI AUTONOMA È UN’AREA EMERGENTE DI INTERESSE PER LE COMUNITÀ DI CHIMICA E MATERIALI, E LA NOSTRA TECNICA PER I DISPOSITIVI DI STAMPA 3D PER LA CHIMICA DEL FLUSSO TUTTO-LIQUIDO POTREBBE AIUTARE A SVOLGERE UN RUOLO IMPORTANTE NELLO STABILIRE IL CAMPO”.
“Sfruttando la stampa liquido-in-liquido e substrati micropatternati per fabbricare dispositivi fluidici all-liquid tridimensionali”, è co-autore di Wenqian Feng , Yu Chai, Joe Forth, Paul D. Ashby, Thomas P. Russell e Brett A Helms.
