フォトニクスを変革する多材料3Dナノプリンティング

August, 2, 2019, College Park--メリーランド大学のエンジニアが､新しい多材料3Dナノプリンティング技術を開発した｡研究成果は､Lab on a Chipに掲載されている｡

研究チームの新技術は､微小な多材料構造をプリントできるもので､研究者は､これらの非常に複雑な構造をより速く､安価に､正確に3Dプリントする手段を利用できるようになる｡同プロセスが､ほとんどのマイクロフルイディック(微小流体)ラボで広く利用されている､非常に簡素な成形プロセスを利用するからである｡

その新しいアプローチを実証するために研究チームは､様々な多材料コンポーネントを3Dナノプリントした｡5材料DNA構造､多材料｢マイクロセロ｣､4材料UMDロゴが含まれている｡

｢多材料システムを3Dナノプリントするための利用可能な方法を研究者に提供する｡これは､迅速であるだけでなく､従来の方法よりも正確である｡このような方法を提供することで､この研究は､多材料のマイクロ構造､したがって多機能を必要とする新しいアプリケーションに扉を開く｣とUMDのバイオエンジニアリング准教授､Ryan Socholはコメントしている｡

この新しいアプローチの一つのアプリケーションで､Bioinspired Advanced Manufacturing (BAM) Laboratoryは､FDAと協力して､様々な光学特性を持つ複雑な生体構造を含む人の眼の一部を3Dナノプリントするためにこの戦略を適用しようとしている｡

過去10年､研究者にとって､1材料以上の構造の3Dナノブリンは難しかった｡従来の技術は､時間､コスト､労力､多材料解像度で限界があったためである｡近年､3Dプリンティング技術が大きく進歩したが､極めて微小スケールでのプリンティングは､まだ難しいままである｡

｢残念ながら､以前の課題は､多材料3Dナノプリンティングベースでは､進歩はほんのわずかだった｡わずか2材料を含め､大部分で言えることである｣と博士課程研究の一環で､そのアプローチを開発したLamontはコメントしている｡さらに同氏は､｢われわれの戦略では､研究者は､多数の集積材料のシステムを簡単に3Dナノプリントできる｡スピードやサイズは､従来の方法では可能ではなかったレベルである｣と説明している｡

　Clark Schoolチームは､この戦略に2つのUS暫定特許を申請している｡これは､｢インサイチュ直接レーザ描き込み｣と今年初めに発表した成果に基づいている｡多材料構造は,マイクロチャネル内に直接3Dナノプリントされる｡チャネル1に一度にロードされた明確な液体材料を材料特有のプリンティングに使う｡プリンティングプロセスが完了すると､マイクロチャネル筐体が除去され､その後に多材料3D構造がわずかな時間で完全に組み込まれる｡これは､最先端のものより精度は高い｡

｢目標の化学的､生物学的､電子､光学､あるいはまた機械的特性の材料で構成されるシステムを3Dナノプリントするこの新しい能力は､薬剤送達､先進的オプティクス､メタマテリアル､およびマイクロロボティクスを含む分野におけるブレイクスルーに有望な経路を提供する｣Socholは話している｡