برای تولید ساختارهای نانومتری، پژوهشگران روش چاپ سه‌بعدی با استفاده از ژل را ارائه کردند. در این روش از پرتو متمرکز شده اشعه ایکس و الکترون برای تصلب ساختار پلیمر در محلول استفاده کردند تا امکان تولید ساختارهای بسیار کوچک به‌صورت سه‌بعدی فراهم شود.
امکان چاپ سه‌بعدی ساختارهای نانومتری
محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، روش جدیدی برای چاپ سه‌بعدی ژل‌ها و دیگر مواد نرم ارائه کردند. در مقاله‌ای که این گروه منتشر کردند جزئیات مربوط به توانایی ایجاد ساختارهای پیچیده با دقت بالا در مقیاس‌های نانومتری تشریح شده است.
از آنجا که بسیاری از ژل‌ها با سلول‌های زنده سازگار هستند، این روش جدید می‌تواند در ساخت تجهیزات پزشکی بسیار کوچک نظیر سیستم‌های انتقال دارو و یا الکترودهای انعطاف‌پذیر که قرار است وارد بدن شود، مورداستفاده قرار گیرد.
یک چاپگر استاندارد سه‌بعدی با ایجاد ورق‌هایی از مواد، به‌طور معمول پلاستیک یا لاستیک و سوار کردن آن‌ها به‌صورت لایه‌ای روی هم، مانند ساختار لازانیا، می‌تواند محصول نهایی را به‌صورت جامد ایجاد کند.
آندره کلماکوف، محقق این پروژه می‌گوید: «استفاده از چاپگر سه‌بعدی برای ساخت اجسام کمی بیشتر از فرایند پخت ظریف کار می‌برد. در روش استاندارد، محفظه چاپگر سه‌بعدی با سوپی حاوی پلیمرهایی با زنجیره بلند پر می‌شود و سپس به آن افزودنی‌هایی اضافه شده که این افزودنی‌ها مولکول‌های خاصی بوده که به نور حساس هستند. زمانی که نور چاپگر سه‌بعدی به این مولکول‌ها برخورد می‌کند، آن‌ها را فعال کرده و زنجیره پلیمرها را به‌هم می‌چسباند تا یک ساختار کرکی شبکه مانند ایجاد شود. این داربست که هنوز توسط آب مایع محاط شده، در واقع ژل است.
به‌طور معمول، چاپگرهای ژل سه‌بعدی از نور لیزر و فرابنفش برای تولید داربست ژل استفاده می‌کنند. محققان این پروژه با قرار دادن یک مانع بسیار نازک از جنس نیترید سیلیسیم بین خلأ و محفظه مایع در این فناوری، مانع از تبخیر محلول شدند و در عین حال به نور لیزر و فرابنفش اجازه ورود به سیستم را دادند تا چاپ سه‌بعدی انجام شود.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با استفاده از این چاپگر سه‌بعدی حاوی ژل می‌توان ساختارهایی با ابعاد در حدود صد نانومتر تولید کرد. آن‌ها انتظار دارند که با اصلاح این روش بتوان ساختارهایی کوچک‌تر از ۵۰ نانومتر در حد ویروس تولید کنند.
نتایج این پروژه در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
