Kleine robotjes, die in het menselijk lichaam kunnen opereren, zijn opkomst. Bij microscopisch 3d-printen, met een techniek genaamd twee-foton lithografie, is belangrijke vooruitgang geboekt. Onderzoeker Frank den Hoed promoveerde afgelopen vrijdag aan de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) op het printen met structuren die kleiner zijn dan een micrometer.
Behalve fabrikanten van medische apparatuur kunnen ook makers van consumentenelektronica en de auto-industrie straks gemakkelijker microrobots toepassen met een microstructuur die kan voelen en/of bewegen, verwacht Den Hoed.
Het gebruik van 2-foton lithografie (FTP) wordt momenteel nog beperkt door een gebrek aan geschikte materialen. Bovendien is het lastig om geprinte structuren te integreren in andere technieken. Dit is essentieel aangezien microrobots meestal onderdeel zijn van een groter elektronisch systeem.
Beperkingen aanpakken
Den Hoed presenteert in zijn proefschrift verschillende oplossingen om de beperkingen aan te pakken bij de veelbelovende 2-foton lithografie. Het gaat hierbij om een specifieke vorm van additieve fabricage waar het materiaal laag voor laag wordt opgebouwd. Zo ontwikkelde hij een nieuwe manier om 3D-microstructuren te verplaatsen van een vlak glazen plaatje in de printer naar andere oppervlakken.
Naast nieuwe technieken voor apparaat-ontwikkeling bevat zijn proefschrift onderzoek naar slimme materialen toepasbaar binnen de 2-foton 3d-printer. Door één van deze slimme materialen te gebruiken als printmateriaal, werd het mogelijk om de microstructuur chemisch aan te passen na afloop van het printproces en het zo wateraantrekkend of waterafstotend te maken. Een ander slim materiaal kon reversibel samentrekken als er licht op scheen. Hierdoor kon de 3d-microstructuur gecontroleerd bewegen en zo als actuator dienen. Deze resultaten brengen de toepassing van 3d-printen op microschaal dichter bij commercialisatie.
Den Hoed voerde zijn onderzoek uit bij het Engineering and Technology Institute Groningen (Enteg), afdeling Producttechnologie. De financiering kwam van het European Research Council. De promotoren waren prof. Patrizio Raffa en prof. Francesco Picchioni. Als copromotor diende prof. Ajay Kottapalli.
