Deutsche Forscher entwickeln löschbare Tinte für 3D-Druck

Wissenschaftler des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben eine 3D-Drucker-Tinte für das Direct Laser Writing entwickelt, die sich wieder “wegwischen” lässt. Diese neuartige Tinte öffnet die Türen für vielfältige neue Anwendungen des 3D-Drucks im Bereich der Nanometerskala, wie etwa in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direct Laser Writing, auch Direktes Laserschreiben genannt, erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl eine Struktur in einem Fotolack. Mit der dafür neu entwickelten Tinte lassen sich bis zu hundert Nanometer kleine Strukturen wiederholt auflösen und neu schreiben.

„Eine Tinte zu entwickeln, die man auch wieder löschen kann, war eine der großen Herausforderungen beim Direkten Laserschreiben“, sagt Professor Christopher Barner-Kowollik vom Institut für Technische Chemie und Polymerchemie des KIT.

Die Tinte verfügt über eine reversible Bindungsverknüpfung, deren Bausteine sich wieder voneinander trennen lassen. Somit kann das vorab Gedruckte durch das Eintauchen in eine Lösungschemikalie einfach gelöscht werden. An der Stelle die gelöscht wurde kann dann erneut gedruckt werden. So lassen sich Struktur immer wieder verändern. Dieses Verfahren entstand in enger Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Martin Wegener am Institut für Angewandte Physik und am Institut für Nanotechnologie des KIT.

Laut Erstautor und Doktorand Markus Zieger bietet die entwickelte Tinte mit Sollbruchstellen eine Vielfalt an Anwendungen. Durch die Kombination mit herkömmlicher, nicht löschbarer Tinte lassen sich Objekte mit Stützstrukturen herstellen, die einfach wieder entfernt werden können. In der Biologie findet das Verfahren Anwendung für 3D-Designer-Petrischalten um Zellkulturen im Labor in passgerechtere Raumstrukturen wachsen zu lassen. Professor Wegener führt aus:

„Man könnte während des Zellwachstums Teile des dreidimensionalen Mikrogerüstes wieder entfernen, um zu untersuchen, wie die Zellen auf die veränderte Umgebung reagieren.”

Zudem wäre es möglich mit Hilfe löschbar geschriebener, leitender Strukturen reversible Drahtbindungen als elektronische Bauteile herzustellen. Weiters ließen sich durch das Mischen von permanenter und nicht permanenter Tinte die Eigenschaften des 3D-gedruckten Materials beeinflussen und beispielsweise die Porosität steuern.

Die Studie mit dem Titel “Cleaving Direct Laser Written Microstructures on Demand” wurde in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht.