3D打印的微觀顆粒非常小，肉眼看起來就像灰塵，可應(yīng)用于藥物和疫苗輸送、微電子、微流體和復(fù)雜制造的磨料。然而，光傳輸、載物臺移動和樹脂特性之間需要精確協(xié)調(diào)，這使得這種定制微米級顆粒的可擴(kuò)展制造具有挑戰(zhàn)性。
圖 3D 打印DeSimone 實(shí)驗(yàn)室logo，具有巴基球幾何形狀，展示了 r2rCLIP 系統(tǒng)生產(chǎn)具有微米級特征的復(fù)雜、不可模制形狀的能力
斯坦福大學(xué)的研究人員推出了一種更高效的處理技術(shù)，每天可以打印多達(dá) 100 萬個高品質(zhì)且可定制的微型顆粒。該研究被發(fā)表在《Nature》雜志上，第一作者為斯坦福DeSimone實(shí)驗(yàn)室的博士生Jason Kronenfeld。
Jason表示：“我們現(xiàn)在可以在微觀尺度上創(chuàng)造出更復(fù)雜的形狀，速度是以前沒有在粒子制造中表現(xiàn)出來的，而且材料范圍很廣。”
這項(xiàng)工作建立在美國北卡羅來納大學(xué)的DeSimone教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的連續(xù)液體界面制造技術(shù)（CLIP）的基礎(chǔ)上，CLIP使用紫外線，投射成薄片，將樹脂快速固化成所需的形狀。這項(xiàng)技術(shù)依賴于紫外線投影儀上方的透氧窗口。這就形成了一個“死區(qū)”，防止液體樹脂固化并粘在窗戶上。因此，無需從窗口撕裂每一層，就可以固化精細(xì)的特征，從而實(shí)現(xiàn)更快的顆粒打印。
這些研究人員開發(fā)用于大規(guī)模生產(chǎn)小于人類頭發(fā)寬度的獨(dú)特形狀顆粒的過程。首先是一張小心張緊的膠片，然后發(fā)送到 CLIP 打印機(jī)。在打印機(jī)上，數(shù)百個形狀一次打印到薄膜上，然后裝配線移動以清洗、固化和去除形狀——所有步驟都可以根據(jù)所涉及的形狀和材料進(jìn)行定制。最后，空膠片被卷回，整個過程被稱為卷對卷 CLIP 或 r2rCLIP。在 r2rCLIP 之前，需要手動處理一批打印顆粒，這是一個緩慢且勞動密集型的過程。r2rCLIP 的自動化現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)前所未有的制造速度，每天高達(dá) 100 萬個粒子。研究人員已經(jīng)嘗試生產(chǎn)由陶瓷和水凝膠制成的硬顆粒和軟顆粒。前者可以應(yīng)用于微電子制造，后者可以應(yīng)用于體內(nèi)藥物輸送。