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3-D-Druck: Frei schwebend in die Luft geschrieben

Forscher präsentieren einen Nadeldrucker der besonderen Art: Er "schreibt" mit Silbertinte Figuren in die Luft und verfestigt sie mit einem Laser.
Schmetterlinge aus Silberfäden

Forscher am Wyss Institute der Harvard University haben eine Art 3-D-Drucker entwickelt, mit dem sich frei schwebende, filigrane Drahtfiguren herstellen lassen. Die Wissenschaftler um Jennifer Lewis erzeugen die winzigen Gebilde, indem sie aus einer Nadel eine Tinte auf Basis von Silbernanopartikeln fließen lassen und sie direkt nach dem Austritt mit einem fokussierten Laser aushärten. So erstarrt das Material in Form eines haarfeinen Fadens.

© Lewis Lab / Wyss Institute at Harvard University
3-D-Druck in der Luft

Weil der Schreibkopf in allen drei Raumdimensionen frei positionierbar ist und zudem die Nadel gedreht werden kann, sind nahezu beliebige Formen möglich. Das Team produzierte beispielsweise Schmetterlinge, deren Flügel etwas mehr als einen Millimeter messen. Die "Drähte" sind dünner als ein menschliches Haar. Potenzielle Anwendungsfelder sehen die Forscher in der Mikroelektronik und der Medizin, wo die Strukturen aus der elektrisch leitfähigen Tinte dem Bau maßgeschneiderter elektronischer Geräte zugutekommen könnten.

Die größte Schwierigkeit bei der Realisierung des Verfahrens sei es gewesen, den idealen Abstand zwischen der Nadelspitze und dem Laserfokus zu finden. Ist Letzterer zu nah an der Austrittstelle positioniert, steigt die Laserhitze ins Innere der Nadel, wo die Tinte zu früh erstarrt und die Öffnung verstopft. Ist er zu weit entfernt, zerfließt die Struktur vor dem Aushärten, erläutert Erstautor Mark Skylar-Scott. Ein eigens entwickeltes physikalisches Modell des Wärmetransports im Silbernanotintenfaden half den Forschern bei der Suche nach dem günstigsten Abstand.

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