Pesquisadores de Stanford descobriram recentemente uma nova técnica de impressão 3D em microescala. Segundo publicação da instituição, as partículas microscópicas impressas em 3D são tão pequenas que a olho nu parecem poeira. O método, relatado na revista Nature, é capaz de imprimir no ritmo de até um milhão de partículas personalizáveis por dia e pode ser aplicado em diferentes frentes, como medicamentos, vacinas, microeletrônica, microfluídica e abrasivos para fabricação complexa.
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"Agora podemos criar formas muito mais complexas até a escala microscópica, em velocidades que não foram mostradas para fabricação de partículas anteriormente, e a partir de uma ampla gama de materiais", disse Jason Kronenfeld, doutorando no laboratório DeSimone em Stanford e principal autor do estudo.
O trabalho baseia-se em uma técnica de impressão conhecida como produção contínua de interface líquida, ou Clip (em inglês). O Clip utiliza luz UV, projetada em fatias, para "curar" a resina rapidamente na forma desejada. Para isso, baseia-se em uma janela permeável ao oxigênio acima do projetor de luz UV. Isso cria uma "zona morta" que impede que a resina líquida se cure e grude na janela. Como resultado, características delicadas podem ser curadas sem rasgar as camadas, levando a uma impressão de partículas mais rápida.
"Usar a luz para fabricar objetos sem moldes abre um novo horizonte no mundo das partículas", disse Joseph DeSimone, professor de medicina translacional da Stanford Medicine. "E achamos que fazer isso de maneira escalável leva a oportunidades de usar essas partículas para impulsionar as indústrias do futuro. Estamos entusiasmados sobre onde isso pode levar e onde outros podem usar essas ideias para promover suas próprias aspirações."
Uso na indústria
Os pesquisadores esperam que o processo r2rCLIP seja amplamente adotado por outros pesquisadores e pela indústria. Além disso, DeSimone acredita que a impressão 3D como um campo está evoluindo rapidamente para além das questões sobre o processo e em direção às ambições sobre as possibilidades.
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"O r2rCLIP é uma tecnologia fundamental", disse DeSimone. "Mas acredito que agora estamos entrando em um mundo focado em produtos 3D em si, mais do que no processo. Esses processos estão se tornando claramente valiosos e úteis. E agora a pergunta é: quais são as aplicações de alto valor?"
Por sua vez, os pesquisadores já experimentaram produzir partículas duras e moles, feitas de cerâmica e de hidrogéis. O primeiro poderia ser aplicado na fabricação de microeletrônica e o segundo na entrega de medicamentos.
"Há uma ampla gama de aplicações, e estamos apenas começando a explorá-las", disse Maria Dulay, pesquisadora sênior do laboratório DeSimone. "É extraordinário, onde estamos com essa técnica."
Resolução e velocidade
De acordo com os pesquisadores, é necessário considerar compensações na impressão 3D entre resolução e velocidade. Por exemplo, outros processos de impressão 3D podem imprimir muito menores – na escala nanométrica –, mas são mais lentos. Este trabalho, então, aborda oportunidades entre esses mundos. “Estamos navegando em um equilíbrio preciso entre velocidade e resolução”, disse Kronenfeld. "Nossa abordagem é distintamente capaz de produzir resultados de alta resolução, preservando ao mesmo tempo o ritmo de fabricação necessário para atender aos volumes de produção de partículas que os especialistas consideram essenciais para diversas aplicações. As técnicas com potencial de impacto translacional devem ser adaptáveis de forma viável desde a escala do laboratório de pesquisa até a da produção industrial".
