La lithographie en flux est une méthode lithographique pour générer en continu des microstructures polymères pour diverses applications telles que les essais biologiques, l'administration de médicaments, porteurs de cellules, ingénierie tissulaire et authentification. Une équipe de chercheurs en Corée a démontré l'utilisation d'une technique de wobulation pour améliorer la résolution des nanostructures produites par lithographie en flux.
La technique utilise un projecteur Digital Light Processing (DLP), similaires à ceux utilisés dans les téléviseurs à projection, pour générer des motifs lithographiques. En superposant des images à basse résolution du projecteur DLP, une image à résolution beaucoup plus élevée peut être produite. La technique décrite dans le journal de cette semaine, Lettres de physique appliquée , pourrait améliorer les performances de l'imprimante 3D.
Au cœur du projecteur DLP se trouve un dispositif à micromiroir numérique (DMD), un petit dispositif électromécanique qui est fabriqué par un procédé de système micro électromécanique (MEMS). Le DMD est essentiellement un réseau de très petits, miroirs contrôlables. En réfléchissant la lumière UV du réseau de miroirs et en contrôlant dynamiquement chaque pixel du réseau, divers motifs UV sont projetés.
La résolution, cependant, est strictement limité la taille de pixel du DMD. L'augmentation de la résolution du DMD pour qu'elle corresponde à celle d'autres techniques lithographiques est un défi qui a été relevé en utilisant cette technique de wobulation.
"La wobulation fonctionne un peu comme lorsque deux transparents, les arrière-plans à carreaux sont empilés les uns au-dessus des autres, le résultat serait un plaid plus dense, mais la forme carrée du plaid est toujours évidente, " dit Wook Park, physicien à l'université Kyung Hee de Séoul, Corée du Sud. « Si nous décalons un peu une couche par rapport à l'autre, le bord irrégulier du motif à carreaux est beaucoup moins évident. De la même manière, nous avons essayé de mieux définir le bord lithographique en exposant deux fois un motif UV, décaler la deuxième exposition par rapport à la première, et en réduisant de moitié le temps d'exposition de chaque couche. En appliquant cette technique de wobulation, nous avons obtenu un effet comme si un motif à plus haute résolution était exposé pendant toute la durée d'exposition."
Il y avait plusieurs avantages à cette technique. Par exemple, dans le passé élevé, des lentilles de grossissement ont été utilisées pour améliorer la résolution lithographique, mais cela a réduit le champ de vision.
Avec cette approche, la résolution est améliorée tout en conservant le même champ de vision, réduire la rugosité sans réduire le débit.
L'étape suivante consiste à créer plus complexe, des microstructures d'hydrogel tridimensionnelles pouvant devenir une plateforme de bio-fabrication personnalisée. Cela permettra le développement d'une imprimante 3D qui combine un dispositif microfluidique et des techniques d'impression 3D, fournir la capacité de produire en continu des microsupports, intégrant des biomatériaux. L'application de la technique de wobulation permettra à l'imprimante 3D basée sur le DLP de produire les microstructures les plus sophistiquées nécessaires à ces applications.
L'équipe a hâte de réaliser le potentiel de cette technique. "L'un des plus grands défis du développement d'imprimantes 3D est d'améliorer la résolution, " Park a déclaré. "En appliquant la wobulation pour relever ce défi, nous espérons être en mesure d'améliorer les performances des imprimantes 3D DLP déjà commercialisées."
