L'impression 3D par écriture laser directe produit des structures de taille micrométrique avec des propriétés définies avec précision. Des chercheurs du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont maintenant développé une méthode pour effacer l'encre utilisée pour l'impression 3D. De cette façon, les petites structures d'une taille allant jusqu'à 100 nm peuvent être effacées et réécrites à plusieurs reprises. Un nanomètre correspond à un millionième de millimètre. Ce développement ouvre de nombreuses nouvelles applications de la fabrication 3D en biologie ou en sciences des matériaux, par exemple.

L'écriture laser directe signifie qu'un faisceau laser focalisé génère la structure dans une résine photosensible semblable à un stylo. "Développer une encre effaçable à nouveau était l'un des grands défis de l'écriture laser directe, " déclare le professeur Christopher Barner-Kowollik de l'Institut de technologie chimique et de chimie des polymères du KIT. Les scientifiques ont maintenant rencontré le succès :ils ont développé une encre à liaison réversible, dont les éléments constitutifs peuvent être séparés les uns des autres. La structure imprimée est simplement effacée en la plongeant dans un solvant chimique. Au point d'effacement, une nouvelle structure peut être écrite. De cette façon, la structure peut être modifiée à plusieurs reprises.

Le processus a été développé en étroite collaboration avec le groupe du professeur Martin Wegener à l'Institut de physique appliquée et à l'Institut de nanotechnologie du KIT. Les physiciens ont développé des imprimantes 3D hautement spécialisées qui produisent des échafaudages d'une taille allant jusqu'à 100 nm par écriture laser directe.

"L'encre avec des points de rupture définis peut être utilisée pour une variété d'applications, ", explique Markus Zieger, doctorant et premier auteur. Des structures écrites avec de l'encre effaçable peuvent être intégrées dans des structures faites d'encre non effaçable :Des constructions de support peuvent être réalisées par impression 3D, qui sont similaires à ceux utilisés lors de la construction de ponts et supprimés plus tard. Il est également possible de développer davantage les boîtes de Pétri 3D design pour une utilisation en biologie. Récemment, de telles structures ont été conçues par KIT pour cultiver des cultures cellulaires en trois dimensions à l'échelle du laboratoire. « Au cours de la croissance cellulaire, des parties du micro-échafaudage 3-D pourraient être retirées à nouveau pour étudier comment les cellules réagissent à l'environnement modifié, " explique Martin Wegener. Selon les scientifiques, il est également possible de produire à l'avenir des liaisons filaires réversibles à partir de structures conductrices effaçables. Une encre permanente peut être mélangée à une encre non permanente pour influencer les propriétés du matériau imprimé et le rendre plus ou moins poreux, par exemple.

Le nouveau procédé est présenté dans la célèbre revue Angewandte Chemie sous la rubrique « Clivage direct de microstructures écrites au laser à la demande ». Les critiques ont qualifié cette publication de « article très important ». L'impression 3D est déjà indispensable dans de nombreux domaines de fabrication. Son importance est croissante. « Selon les estimations, environ 10 pour cent de tous les biens seront produits par impression 3D en 2030, ", disent Barner-Kowollik et Wegener.