通过基于激光直写的3D打印技术，可以为生物医学、微电子和光学超材料等许多应用领域制造出微米大小的微结构。近日，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员开发出了可以选择性擦除的3D墨水，从而使高精度结构在微米和纳米级别的特异降解和重组装具有可行性。该新技术发表于《自然通讯》杂志。
目前，由于3D打印技术可以有效地制造复杂的几何图形，其重要性越发显著。其中，激光直写技术颇具前途，它是将计算机控制的聚焦激光束充当一支笔，在光刻胶中制作出微细尺寸的三维结构。
“对于需要高精确丝状结构的应用，例如生物医学、微流控、微电子学或光学超材料，这种高分辨率非常具有吸引力。” KIT化学技术和聚合物化学研究所（ITCP）的大分子结构研究小组组长，澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学（QUT）软物质材料研究小组组长Christopher Barner-Kowollik教授说道。
一年多以前，KIT的研究人员已经成功地扩展了激光直写技术的可能性：应用物理研究所(APH）的Martin Wegener教授和KIT的纳米技术研究所(INT)以及Christopher Barner-Kowollik教授的工作小组共同开发了一种可擦除的3D打印墨水。由于可逆的结合，墨水的结构可以再次分离。
▲上图是由各种可降解光刻胶制成的三维微结构。扫描电子显微镜显示了结构的选择性降解。
现在，来自卡尔斯鲁厄和布里斯班的科学家们在很大程度上改进了他们的技术。正如《自然通讯》杂志所报道的那样，他们开发出了几种不同颜色的墨水，可以单独被擦除。这使得选择性或顺序性降解和重组激光书写的微观结构成为可能。例如，对于高度复杂的结构，可以打印临时支架，之后再将其删除。也可以为细胞生长的三维支架添加或移除部件，以观察细胞对这些变化的反应。此外，可擦除的3D墨水还可以在复杂结构中更换损坏或磨损的部件。
在制造基于硅烷化合物的、可切割的光刻胶时，研究人员受到可降解生物材料的启发。他们用特殊的原子取代法来制备光刻胶，这样，在不破坏其他材料性能的情况下，微观结构可以在温和的条件下进行降解，此为可擦除3D墨水的主要优点。新的光刻胶也含有单体季戊四醇三丙烯酸酯，从而既大大提高了书写能力又不影响可切割性。
编译：Coke
责编：南熙
