Diese Themenseite widmet sich dem Einsatz der Nanotechnologie beim 3D-Druck. Der schichtweise Aufbau von Strukturen oder Objekten auf Nanoebene birgt besonders großes Interesse für Wissenschaft und Technologie. Auf dieser Seite erhalten Sie alle aktuellen Forschungen, Startups und die neuesten Entwicklungen rund um die Nano 3D-Drucker.
Der Begriff Nano kommt aus dem Altgriechischen und steht für „Zwerg“. Mit Nano wird der Milliardste Teil einer Einheit bezeichnet. Bei einem Nanometer handelt es sich folglich um den Milliardsten Anteil eines Meters. Sehr interessant also im Kontext des 3D-Drucks.
Die Nanotechnologie kommt in vielen Bereichen zum Einsatz. Dazu gehören unter anderem verschiedene Gebiete der Physik und Chemie, aber auch des Maschinenbaus, der Elektroindustrie und der Lebensmitteltechnologie. In der Regel werden die Nanomaterialien auf chemischem Wege oder mit mechanischen Methoden produziert.
Als Vater der Nanotechnologie gilt Richard Feynman, der zu diesem Thema bereits im Jahr 1959 einen Vortrag hielt. Der Begriff Nanotechnologie kam erst 1974 auf. Bei der Nanotechnologie ist ein nahezu übergreifender Einsatz verschiedener Fachbereiche notwendig. So ist die Entwicklung von Mikroskopen der Physik zuzuordnen, während bei der Struktur der Materie und der Anordnung der Atome auf die Chemie zurückgegriffen wird. Nanopartikel kommen aber auch in der Medizin zum Einsatz, beispielsweise bei der Behandlung von Erkrankungen.
Zahlreiche Unternehmen führen in ihrer Firmenbezeichnung den Präfix Nano. Über diese Firmen und ihre Neuentwicklungen, aber auch über den Einsatz der Nanotechnologie im Bereich des 3D-Drucks, möchten wir Sie in dieser Rubrik umfassend informieren. Damit Sie keine wichtigen Informationen verpassen, empfehlen wir Ihnen, unseren 3D-grenzenlos Newsletter zu abonnieren.
Bei den „unmöglichen Objekten“ von Kokichi Sugiharas handelt es sich um Formenklassen, die verschiedene Varianten von Formen aus unterschiedlichen Blickwinkeln zeigen. Das Schweizer Unternehmen Cytosurge hat die von Sugiharas entdeckten Designs mit dem FluidFM µ3DPrinter-3D-Drucker im Mikrobereich erfolgreich hergestellt.
Mit einem neuen Verfahren, entwickelt von einem Forscherteam des MIT, können hochpräzise und komplexe Nano-3D-Objekte hergestellt werden. Das ermöglicht nicht nur neue Bauteile, sondern auch Nanoroboter stellen die MIT-Forscher mit dem neuen Verfahren in Aussicht. Wir haben einen Blick auf das Projekt „Implosion Fabrication“ geworfen.
Nanoscribe hat einen neuen 3D-Drucker vorgestellt, den Photonic Professional GT2. Das benutzerfreundliche Gerät kann zum Beispiel Mikrolinsen für Smartphones und zerbrechliche feine Gitterstrukturen für die Zellbiologie herstellen. Der Photonic Professional GT2 kann Objekte mit Submikrometerdetails ab 160 Nanometern bis in den Millimeterbereich auf einer Fläche von maximal 100 x 100 Quadratmillimeter in sehr kurzer Zeit drucken. Wir stellen den Photonic Professional GT2 einmal genauer vor.
Nanoscribe hat auf der formnext 2018 ein neues Verfahren vorgestellt, das größere Strukturen im Millimeterbereich flink und mit höchster Genauigkeit im Mikrometerbereich druckt. Die Nanoscribe Photonic Professional 3D-Drucker kommen vor allem bei der Herstellung von Strukturen im Nano- und Mikrobereich zum Einsatz. Wir haben uns das Verfahren, das eine Lücke zwischen Mikro- und Makro-3D-Druck schließt, genauer angesehen.
Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) arbeiten mit 3D-gedruckten Strukturen, die die Oberfläche von optischen und elektronischen Sensoren verändern können. Die Basis der Methode ist das Selbstorganisationsprinzip von Kolloiden.
Die deutsche Nanoscribe GmbH ist Marktführer bei 3D-Druckern im Nano-, Mikro- und Mesoskala-Bereich. Jetzt expandiert das innovative Unternehmen nach China. Sie bezieht einen Teil der Carl ZEISS AG in Shanghai, welche 40 Prozent am Unternehmen hält. Von dort aus werden sie an ihren Zielen wie Ausbau der Geschäftsbeziehungen auf dem chinesischen Markt arbeiten. Eine spannende Entwicklung.
Forschern der TU Wien ist es gelungen mit einem 3D-Drucker eine künstliche Plazentabarriere auf einem Chip herzustellen. Diese Entwicklung hilft in Zukunft dabei wichtige Bio-Membranen besser zu verstehen und Forschungsfragen zu klären, etwa über den Glucose-Austausch zwischen Mutter und Kind.
Die Forscher der Carnegie Mellon University aus Pennsylvania (USA) arbeiten derzeit an einer Methode, mit der künftig Lithium-Ionen-Akkus für Smartphones länger halten und gleichzeitig weniger Gewicht aufweisen sollen. Die jetzt veröffentlichte Studie zur „Aerosol Jet“-Methode zeigt, dass 3D-gedruckte Elektroden, die über eine Mikrogitterstruktur mit kontrollierter Porosität verfügen, zu höheren Ladekapazitäten führen.
Die additive Herstellung von Mikrokomponenten für integrierte Systeme spart Kosten und Zeit. Nanoscribe hat nun eine Methode entwickelt, wie sie Komponenten direkt auf Mikrochips 3D-drucken kann. Eine wichtige Rolle spielt dabei auch der Zwei-Photonen Polymerisationsprozess.
Jüngst haben Forscher in Russland zur Entwicklung eines Laser-3D-Druckverfahrens beigetragen, in dem ein spezieller Nanopartikel zum Einsatz kommt. Mit dem neuen Partikeltyp ist sei den Wissenschaftlern ein Durchbruch bei der additiven Fertigung gelungen, der sich den russischen Forschern vor allem auf die Herstellung von Elektronik und im Bioprinting positiv auswirken kann. Es wird davon ausgegangen, dass Strukturen damit in Zukunft schneller und besser repariert werden können.
Biochips kommen heutzutage in den Labors häufig zum Einsatz. Forscher des Advanced Science Research Centers (ASRC) der City University von New York haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sie kostengünstige Biochips herstellen. Der nanoskalige Drucker ermöglicht es, mehr Komplexität auf dem 3D-Drucker abzubilden.
Italienischen Wissenschaftlern vom Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) ist es gelungen, ein 1:1 Bio-Hybrid-Modell der Blut-Hirn-Schranke herzustellen. Verwendet wurden dafür synthetische als auch organische 3D-Druck-Materialien. Und ein 3D-Drucker eines deutschen Herstellers.
US-Forscher vom Caltech-Institut haben eine neue Technologie entwickelt, die es ermöglichen soll komplexe Metallstrukturen auf Nanoebene mit Hilfe von 3D-Druck herzustellen. Die nanoskaligen Strukturen der gedruckten Metallobjekte weisen gerade einmal ein Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares auf.
Mit der allgemeinen Stereolitographie wie sie auch in den 3D-Druckern von Nanoscribe vorhanden ist, lässt sich vieles schichtweise und materialsparend erzeugen. Doch bei kleineren Objekten stößt das Verfahren an seine Grenzen. Durch die Verwendung der Zweiphotonenpolymerisation (einem 3D-Druckverfahren, kurz 2PP) und Polymer-Master lassen sich Produktentwicklungsprozesse allerdings deutlich verkürzen und hochpräzise Mikrobauteile in konventioneller Serienproduktion mit einem 3D-Drucker erzeugen.
Deutsche Forscher von ZEISS und dem KIT haben mit Hilfe von Nano-3D-Druck und einem 3D-Drucker von Nanoscribe eine neue Technik entwickelt, um den Fälschungsschutz von z.B. Geldscheinen erheblich zu erhöhen. Neben Geld lassen sich aber auch andere Produkte mit dem Schutz versehen, so zum Beispiel Autoteile und selbst Medikamente sind denkbar. Wir stellen die Forschungen einmal genauer vor.
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