Physiker an der Universität Leiden in den Niederlanden haben das kleinste Boot der Welt, ein Testobjekt namens Benchy (via), in 3D gedruckt Gizmodo). Mit einer Länge von 30 Mikrometern ist es ein Drittel kleiner als die Dicke eines menschlichen Haares und etwa sechsmal größer als eine Bakterienzelle. Es ist nicht nur klein, sondern auch überraschend detailliert, mit einem offenen Cockpit mit kniffliger Geometrie. Ziel ist es zu verstehen, wie sich „Mikroschwimmer“ wie Bakterien und Spermien durch Flüssigkeiten bewegen.

Um ein so kleines Objekt in 3D zu drucken, verwendete das Team einen kommerziellen Nanoscribe 3D-Mikrodrucker nach einem Verfahren, das als 2PP (Zwei-Photonen-Polymerisation) bekannt ist (siehe Video unten des Herstellers). Die 3D-Drucke werden in Tröpfchen mit Material erstellt, das im Brennpunkt extrem genauer Laser aushärtet.

„Indem wir den Laser kontrolliert durch das Tröpfchen bewegen, können wir die gewünschte Schwimmerform schreiben“, sagte die Forscherin Daniela Kraft. „Da der Druck im Tröpfchen stattfindet und wir Schicht für Schicht drucken, können wir den offenen Raum [im Schlepper-Cockpit] beibehalten.“

Das Team schuf das Boot, weil es „Spaß“ machte, entwickelte aber auch forschungsspezifischere Formen, einschließlich einer Spirale mit einem Durchmesser von weniger als 5 Mikrometern. Durch Verfolgung der Bewegung konnten sie die Geschwindigkeit und den Weg verschiedener Partikeltypen messen.

Die 3D-Drucktechnik öffnet die Tür zur Erstellung sehr spezifischer Formen, um biologische Mikroschwimmer zu emulieren oder ihre Bewegung durch Flüssigkeiten zu optimieren. „Letztendlich wird es eine bessere Kontrolle und Gestaltung des Verhaltens von synthetischen Mikroschwimmern ermöglichen, die für Anwendungen in der therapeutischen Diagnostik und der Arzneimittelabgabe nützlich sind“, so das Forschungspapier.

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