Next-Gen-Faser-3D-Druck: Medizin, Tissue Engineering und Hochleistungsmaterialien neu definiert
Zentrale Merkmale
• Nahtlose Integration von In-situ-mechanischem Faserspinnen mit 3D-Druck
• Herstellung von Mikro- und Nanofasern aus Lösungen oder Schmelzen
• Präzise Kontrolle der Fasergeschwindigkeit (von mm/s bis m/s), Ausrichtung und Dichte
• Programmierte Faserablage für maßgeschneiderte Architekturen
• Fertigung kontinuierlicher, freistehender Fasern
• Schichtweise Verstärkung: in der Ebene und geneigt angeordnete Fasern für erhöhte strukturelle Festigkeit
Wie funktioniert unsere Technologie?
Unsere Technologie ist inspiriert von der bemerkenswerten Art und Weise, wie Spinnen Seide produzieren, indem sie Fasern mechanisch aus ihren Spinndrüsen ziehen.
Aufbauend auf diesem Prinzip stellen wir eine neuartige biomimetische Faserbildungsstrategie vor – das oszillatorische Faserspinnen (Oscillatory Fiber Spinning), das das direkte mechanische Herausziehen von Fasern aus einer Polymerschmelze oder -lösung sowie deren präzise Ablage auf einer 3D-(Bio-)Druckplattform ermöglicht.
Anwendungen:
Biofabrikation & Tissue Engineering
• Keine Gelvernetzung erforderlich
• Hohe Zellmobilität → beschleunigte Gewebebildung
• Schnelle Vaskularisierung → verbesserte Gewebeintegration und -funktion
• Aufbau anisotroper, biomimetischer Strukturen, die natürliches Gewebe nachahmen
Additive Fertigung & faserverstärkte Verbundwerkstoffe
• Lange Fasern ermöglichen eine starke und effiziente Verstärkung
• Intra- und Interlagen-Faserplatzierung → gezielt einstellbare mechanische Eigenschaften
• Gerichtete Verstärkung für optimierte Lastaufnahme
• Abstimmbares Dämpfungs- und mechanisches Verhalten für spezifische Anwendungen
Unser Preprint liefert weitere Details dazu, wie die Technologie funktioniert und welche Bandbreite an Anwendungen sie ermöglicht.
Link: https://chemrxiv.org/doi/full/10.26434/chemrxiv.10002120/v1