Ein Forschungsteam des KTH Royal Institute of Technology und der Universität Stockholm hat eine neuartige Methode zur schnellen Prototypenherstellung von bioelektronischen Geräten vorgestellt. Durch das Hacken eines herkömmlichen Nanoscribe 3D-Mikrodruckers gelang es den Wissenschaftlern, elektrochemische Transistoren durch Laserschreiben und Mikromusterung von halbleitenden, leitenden und isolierenden Polymeren zu fertigen – und das alles ohne die Notwendigkeit von Reinraumumgebungen, Lösungsmitteln oder Chemikalien.
Berichtet haben die Wissenschaftler darüber in ihrem Forschungsbericht „Reinraumfreie direkte Laser-Mikromusterung von Polymeren für organische elektrochemische Transistoren in Logikschaltungen und Glukose-Biosensoren“ (Link).
Neue Möglichkeiten für die Bioelektronik
Anna Herland, Professorin für Mikro- und Nanosysteme am KTH, erklärte, dass das 3D-Drucken dieser Polymere ein entscheidender Schritt bei der Prototypenherstellung neuer Arten elektrochemischer Transistoren für medizinische Implantate, tragbare Elektronik und Biosensoren sei. Erica Zeglio, Mitautorin der Studie und Forscherin am Digital Futures, einem Forschungszentrum, das gemeinsam vom KTH Royal Institute of Technology, der Universität Stockholm und RISE betrieben wird, betonte die Umweltvorteile des neuen Verfahrens. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die teure und umweltschädliche Reinraumpraktiken erfordern, bietet dieser Ansatz eine nachhaltige Alternative.
Polymere spielen eine zentrale Rolle in vielen bioelektronischen und flexiblen elektronischen Geräten mit vielfältigen Anwendungen, von der Überwachung lebender Gewebe und Zellen bis hin zur Diagnose von Krankheiten bei Point-of-Care-Tests. Die schnelle Prototypenherstellung dieser Geräte ist jedoch zeitaufwendig und kostspielig, was die breite Einführung von Bioelektronik-Technologien behindert.
Beschleunigung der Bioelektronik-Forschung
Mit Hilfe von ultrakurzen Laserpulsen ermöglicht die neue Methode die schnelle Prototypenherstellung und Skalierung von mikroskaligen Geräten für die Bioelektronik. Das Team wandte die neue Methode an, um komplementäre Inverter und enzymatische Glukosesensoren herzustellen. Diese Technik eliminiert die Notwendigkeit von Lösungsmitteln und Abhebeprozessen, die bei der Herstellung von Standardelektronik verwendet werden, und könnte auch für die Musterung anderer weicher elektronischer Geräte eingesetzt werden.
Professor Herland betonte, dass das Verfahren die Forschung an bioelektronischen Geräten voranbringen und die Zeit bis zur Markteinführung erheblich verkürzen könnte. „Dies schafft auch die Möglichkeit, einige der aktuellen Komponenten durch günstigere und nachhaltigere Alternativen zu ersetzen“, fügte sie hinzu. Abonnieren Sie unseren kostenlosen Newsletter und bleiben Sie zu allen Themen rund um den 3D-Druck informiert (jetzt anmelden).
