我們印象中的 3D 列印似乎都是作用在一些宏觀物體上,那 3D 列印能否走進微觀世界呢?
萊頓大學 (Leiden University)的物理學家們就在嘗試用 3D 技術列印微觀物體,據悉,他們已經列印出了一個微型的《星際迷航》飛船 「無畏級星艦(USS Voyager)」,這個迷你飛船只有約 15 微米。
作為 「人造微泳者(artificial microswimmers)」研究的一部分,萊頓大學的一組研究人員一直在用他們的微型 3D 印表機嘗試列印各種奇異的形狀。以前它們只能列印出簡單的球形,現在研究人員可以列印出螺旋形、拖船、甚至是 「星際飛船」,還有一個看起來像是棒棒糖的奇怪裝置 (圖中 c)。
那什麼是微泳者(microswimmers)?微泳者是一個廣泛的科學類別,用於分類有機體和液體中移動的物體。細菌或人體內的白細胞都可以被認為是微泳者。
那麼,為研究而創造的人工合成物體則被稱為人工微泳者,比如萊頓大學的物理學家們 3D 列印出的這些物體。
上述列印出的物體中,有一個 30 微米的 「基準拖船 (3D Benchy)」(圖中 f),這是最著名的 3D 基準測試對象之一。由於它由許多複雜的幾何圖形組成,這有助於幫助研究人員發現印表機中存在的缺陷。
研究人員 Daniela Kraft 解釋說:「3D Benchy 是一種被設計用來測試宏觀 3D 印表機的結構,因為它有幾個頗具挑戰性的特性,自然也能夠在在微米尺度上進行嘗試。」
3D Benchy
圖源:https://www.thingiverse.com/thing:763622
Kraft 也承認 「製造一艘微米大小的 3D Benchy 很有趣。儘管該團隊的研究呈現出的只是這些新奇的 3D 列印微型物件,但他們的研究最終將有助於更好的理解微泳者,如細菌和白細胞。 研究人員將相關研究發表在了科學雜誌《軟物質》(Soft Matter)上。
論文地址:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/SM/D0SM01320J#!divAbstract