پژوهشگران فرآیند جدیدی را در چاپ سه بعدی ابداع کرده اند که امکان چاپ روزانه یک میلیون ذره در مقیاس میکرو را فراهم می‌کند.
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، محققان دانشگاه استنفورد می‌گویند این ذرات کوچک که با چشم غیرمسلح مانند گرد و غبار به نظر می‌رسند، دارای جزئیات بسیار زیادی هستند و می‌توانند برای طیف گسترده‌ای از کاربردها، از میکروسیال تا واکسن رسانی و حتی میکروالکترونیک، سفارشی شوند.
چاپ سه بعدی یا تولید افزودنی در سطح ماکرو و کلان در بازار به بلوغ رسیده است، جایی که اقلامی مانند کفش، سمعک و حتی کالا‌های خانگی را می‌توان با استفاده از این روش ساخت.
اگرچه می‌توان با همین روش مواد میکروسکوپی نیز ساخت، اما برای به دست آوردن وضوح مطلوب در این مقیاس ها، باید سرعت تولید را به خطر انداخت.
اکنون یک گروه پژوهشی در دانشگاه استنفورد، روی یک رویکرد مقیاس پذیر برای چاپ سه بعدی در مقیاس کوچک به نام تولید رابط مایع پیوسته (CLIP) کار کرده است.
آنها با این دستاورد جدید مدلی شبیه به صنعت ایجاد کرده اند که در آن می‌توان ریزذرات را به صورت سه بعدی در مقیاس زیاد چاپ کرد.
CLIP چگونه کار می‌کند؟
CLIP که برای اولین بار در سال ۲۰۱۵ معرفی شد، از نور ماوراء بنفش (UV) استفاده می‌کند تا رزین را به سرعت به شکل‌های دلخواه تبدیل کند. این رویکرد از یک دریچه نفوذپذیر اکسیژن استفاده می‌کند که در بالای پروژکتور نور UV قرار گرفته است. این به عنوان یک «منطقه مرده» عمل می‌کند که باعث می‌شود رزین پخته شود و به دریچه بچسبد در حالی که اجازه می‌دهد تا ویژگی‌های ظریف روی ذره باقی بماند.
محققان در پژوهش اخیر خود، یک فرایند لایه به لایه برای تولید انبوه ذرات با شکل منحصر به فرد که بسیار کوچکتر از موی انسان هستند، راه اندازی کردند. این فرایند یک نوار کاملا فشرده به چاپگر CLIP می‌فرستد که در آن اشکال قابل تنظیم چاپ می‌شوند. سپس، نوار مراحل مختلفی را طی می‌کند، مانند شستشو، پخت و حذف اشکال روی خط مونتاژ. در نهایت نوار را می‌توان از آنجایی که اکنون خالی است دوباره جمع کرد. به این ترتیب فرایندی به نام CLIP لایه به لایه (r۲rCLIP) به دست می‌آید.
برخلاف روش مرسوم، که در آن دسته‌ای از ذرات چاپ شده باید به آرامی و به سختی جدا شوند، r۲rCLIP می‌تواند روزانه یک میلیون ذره را چاپ کند.
مجریان این طرح می‌گویند از این رویکرد برای چاپ سه بعدی اقلام با سرامیک و هیدروژل استفاده کرده و ذرات سخت و نرم ساخته اند. در حالی که ذرات سرامیکی می‌توانند در میکروالکترونیک استفاده شوند، ذرات ساخته شده از هیدروژل قابلیت کاربرد در دارورسانی را دارند.
آنها معتقدند استفاده از نور برای ساخت اشیاء بدون قالب، افق جدیدی را در دنیای ذرات باز می‌کند و انجام آن به شیوه‌ای مقیاس پذیر منجر به ایجاد فرصت‌هایی برای استفاده از این ذرات برای هدایت صنایع آینده می‌شود.
نتایج این تحقیقات در نشریه Nature منتشر شده است.