科学家们对3D打印不感冒新利18官方

未来生物兼容界面的图解显示，水凝胶(绿色管道)，可以通过电子或x射线束3D打印过程生成，充当人工突触或连接，连接神经元(棕色)和电极(黄色)。新利18官方

来源:a . Strelcov / NIST

它有潜力创造出纳米级精度的复杂结构。由于许多凝胶与活细胞兼容，这种新方法可以启动微型软性医疗设备的生产，如药物输送系统或可插入人体的柔性电极。

标准的3D打印机通过制造材料薄片(通常是塑料或橡胶)来制造坚固的结构，然后像千层面一样一层一层地建造它们，直到制造出整个物体。

NIST研究员Andrei Kolmakov说，使用3D打印机制造凝胶物体是一个“更精细的烹饪过程”。在标准的方法中，3D打印机的腔室充满了溶解在水中的长链聚合物——长链分子结合在一起。然后加入“香料”——一种对光线敏感的特殊分子。当来自3D打印机的光线激活这些特殊分子时，它们将聚合物链缝在一起，形成一个蓬松的网状结构。这个脚手架，仍然被液态水包围着，就是凝胶。

通常，现代3D凝胶打印机使用紫外线或可见激光来启动凝胶支架的形成。然而，Kolmakov和他的同事们把注意力集中在一个不同的新利18官方制造凝胶的技术，使用电子束或x射线．因为这些类型的辐射比紫外线和可见光具有更高的能量或更短的波长，这些光束可以更紧密地聚焦，从而产生具有更精细结构细节的凝胶。这样的细节正是我们所需要的组织工程学和许多其他的医学和生物应用．电子和x射线提供了第二个优势:它们不需要一组特殊的分子来启动凝胶的形成。

但目前，这种紧密聚焦的短波辐射的来源——扫描电子显微镜和x射线显微镜——只能在真空中工作。这是一个问题，因为在真空中，每个容器中的液体都会蒸发，而不是形成凝胶。

Kolmakov和他在NIST和意大利的Elettra Sincrotrone Trieste的同事解决了这个问题，并通过在真空室和液体室之间放置超薄的屏障(一薄层氮化硅)，演示了液态3D凝胶打印技术。这层薄膜保护液体不蒸发(就像在真空中通常做的那样)，但允许x射线和电子穿透液体。该方法使研究小组能够使用3D打印方法制造结构小至100纳米(纳米)的凝胶——大新利18官方约比人类头发薄1000倍。通过改进他们的方法，研究人员希望在凝胶上印迹结构，小到50纳米，小到一个小病毒的大小。

用这种方法制作的一些未来结构可能包括用于监测大脑活动的柔性注射电极、用于病毒检测的生物传感器、软的微型机器人，以及能够模拟活细胞并与之相互作用并为其生长提供培养基的结构。Kolmakov说:“我们正在把新的工具——在液体中工作的电子束和x射线——引入到软材料的3D打印中。”新利18官方

这项研究发表在ACS Nano．