Empa-Forscher entwickeln umweltfreundliche 3D-Tinte

Die umweltfreundliche Tinte aus Cellulose-Nanokristallen (CNC) eigne sich besonders für die Herstellung von Mikrostrukturen für Implantate und andere biomedizinische Anwendungen, schreibt die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in einer Mitteilung. Für ihre Entwicklung arbeiteten die Empa-Forscher Gilberto Siqueira und Tanja Zimmermann mit Kollegen der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) und der Universität Harvard zusammen. 

Bisherige Tinten für den 3D-Druck enthalten nur einen 2,5-prozentigen Anteil biologischer Komponenten. Den Forschern der Empa ist es gelungen, diesen Anteil auf 20 Prozent zu erhöhen. Dabei bestand die grösste Herausforderung darin, „eine visko-elastische Konsistenz zu erreichen, die auch durch die Düsen des 3D-Druckers gepresst werden kann“, wird Gilberto Siquiera in der Mitteilung zitiert. Um dies zu erreichen, wurden die Cellulose-Nanokristalle in eine Mixtur auf Polymerbasis eingebunden. Dazu musste die Oberfläche der Nanokristalle an die ansonsten inkompatiblen Polymerstrukturen angepasst werden. 

Als weiteren Vorteil der CNC-Tinte machten die Forscher deren nahezu perfekte Ausrichtung allein durch den Druckprozess aus. „Dass man die Ausrichtung der Nanokristalle steuern kann, ist sehr interessant, zum Beispiel, wenn man etwas drucken möchte, das eine spezifische Festigkeit in einer bestimmten Richtung haben soll“, erläutert Siquiera. Für den Empa-Forscher liegt das wichtigste zukünftige Anwendungsgebiet für CNC-Material dabei in der Biomedizin. Die Tinte könnte aber auch in der Automobil- oder Verpackungsindustrie zum Einsatz kommen. hs