Materialforschung: Der nächste Schritt im 3D-Druckverfahren

Forschende am KIT erweitern mit neuen Funktionsmaterialien die Möglichkeiten

Pavel Levkin am Rechner. Auf dem Bildschirm werden 3D-gedruckte nanoporöse Polymerstrukturen gezeigt, die mit der neuen Methode hergestellt wurden. (Foto: Pavel Levkin, KIT)

Per 3D-Druck lassen sich Schicht für Schicht dreidimensionale Gegenstände erstellen, besondere Möglichkeiten bieten sich gerade beim Herstellen komplexer Objekte. Doch bislang eignet sich der 3D-Druck noch nicht zur Produktion großer Strukturen mit vielen Poren im Submikrometerbereich. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT befassen sich nun mit neuen Methoden, die die Vorteile des 3D-Drucks mit digitaler Lichtverarbeitung und Phasentrennung kombinieren.

Eine poröse Struktur im Submikrometerbereich könnte sich so in makroskopische Objekte mit einzigartigen Eigenschaften überführen lassen, einschließlich Ähnlichkeiten mit biologischen Grenzflächen, Durchlässigkeit und extrem großer Oberfläche. „Das ist unter anderem für Adsorptions-, Trennungs-, Sensor- oder biomedizinische Anwendungen unerlässlich“, erläutert Pavel Levkin vom Institut für Biologische und Chemische Systeme des KIT, der zusammen mit Britta Nestler vom Institut für Angewandte Materialien und Martin Wegener vom Institut für Angewandte Physik in der Fachzeitschrift Nature Communications berichtet.

„Neue Anwendungen werden so ermöglicht, die Funktionalität des Materials wird in den Nanobereich hinein erweitert, denn die Oberfläche ist sehr wichtig“, so Levkin. Die Forschenden demonstrieren im Exzellenzcluster 3D Matter Made to Order (3DMM2O) des KIT und der Universität Heidelberg die Möglichkeit, 3D-Strukturen mit hochkomplexen Geometrien und Porengrößen von 100 Nanometern bis 1000 Mikrometern zu erzeugen.

jwa, 19.01.2021