Die Nanobiologie darf heute schon einen Durchbruch feiern, denn das Northwestern Institut in Illinois plant die Entwicklung von 4D-Druckern, die schon bald die Welt der Biologie und Medizin revolutionieren wird.

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Während unzählige Errungenschaften, Einsätze und Geräte beweisen, dass 3D-Drucker dabei sind zu etwas ganz „normalen“ zu werden, sind Wissenschaftler uns allen schon eine Dimension voraus: Seit knapp einem Jahr, wenn nicht noch länger, arbeiten diese Menschen an der Entwicklung des 4D-Drucks. Doch wie darf man sich das vorstellen?

4D-Druck
Auf der kleinsten bisher bekannten Ebene werden bald Drucker in der Lage sein Objekte herzustellen, die sich mit dem Körper vereinen (Foto: © 3d-print.com)

Neben anderen Projekten weltweit zeigt das amerikanische Northwestern University International Institut für Nanotechnologie wie es geht: Mit einer 8,5 Millionen US-Dollar hohen Förderung seitens des US-Verteidigungsministeriums möchte das Institut in den nächsten fünf Jahren mit einem Zukunftsgerät arbeiten, nämlich den 4D-Drucker. Vor allem die Welt der Nanotechnik profitiert davon, denn es sind mikroskopisch kleine Objekte, die mit diesem neuartigen Drucker hergestellt werden können. Dabei scheinen die Dinge, die man damit produziert „lebendig“ zu werden.

Unter dem Namen „Multidisciplinary University Research Initiative“ hat das Programm zum Ziel solche 4D-Drucker zu entwickeln und später einzusetzen. Die Objekte, die daraus entstehen sind in der Lage sich in jede beliebige Form zu verwandeln sowie verschiedene Funktionen zu erfüllen, und das mithilfe von verschlüsselten Informationen der verwendeten Nanomaterialien. Der Drucker selbst arbeitet mit etlichen Stiften, die das Material herstellen, das wiederum auf unterschiedlichen Levels arbeitet und von elektronischen und chemischen Elementen durchtränkt ist.

Milan Mrksich ist ein Professor an der Henry Wade Rogers Universität für Biomedizinisches Ingeniuerwesen, Chemie und Zellen- und Molekularbiologie und ebenso einer der Leiter des Programms. Das Ziel, das sich Mrksich und seine Mitarbeiter gesetzt haben, ist das Fundament für weitere wichtige Werkzeuge zu schaffen, die in der Medizinforschung zukünftig zum Einsatz kommen sollen. Dabei ist entscheidend, dass die neuen Drucker es schaffen die Eigenschaften weicherer und biologischer Stoffe mit elektronischen Komponenten zu vereinen, so Mrksich.

Auch die Frage nach den Produktionskosten von unterschiedlichen Produkten, wie biologische Hörgeräte, um nur ein Beispiel zu nennen, soll mit der Entwicklung von 4D-Technik beantwortet werden. Noch sind die Kosten dafür immens hoch, was sich aber in den nächsten Jahren, dank genannter Projekte ändern könnte. Das Northwestern Institut ist das erste seiner Art, das sich dem Bau dieser spannenden Geräte widmet. Wir dürfen gespannt bleiben.

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