Nanoscribe porta la stampa 3D commerciale nella dimensione nano
Un aspetto che non cessa mai di stupire della stampa 3D è come tecnologie simili possano essere applicate in così tanti campi e aree di competenza diverse. Così accade che, mentre visitiamo gli stand della fiera Inside3Dprinting durante l’evento di Berlino, possiamo restare sbalorditi dalle dimensioni macroscopiche di una BigRep One e, a pochi stand di distanza, essere totalmente sconcertati da oggetti stampati in 3D di dimensioni nanoscopiche.
La nanofabbricazione è l’area in cui opera Nanoscribe, uno spin-off commerciale del Karlsrhue Institute of Technology (KIT): in pratica applica una tecnica simile alla stereolitografia ma su scala nanoscopica. Giusto per darvi un’idea di che cosa significhi, quando parliamo di FFF facciamo riferimento a risoluzioni che partono dai circa 100 micron. Qui 100 micron è la dimensione degli oggetti. E per aiutarvi ulteriormente a visualizzare questo, quando si parla di macchine ad alta risoluzione SLA o DLP, l’unità di misura sono i picometri (decimi di micron). Con La Photonoic Professional GT di Nanoscribe, la risoluzione per oggetti alti fino a un centimetro è mille volte più definita.
Il sistema Photonic professionale GT è stato presentato all’inizio del 2013 e ora è disponibile in commercio (da qui la presenza dell’azienda al salone). Non offre solo la risoluzione più alta che si possa immaginare (senza scivolare nel complesso mondo della fisica quantistica subatomica, con tutta la sua relativa incertezza) ma lo fa offrendo a un pubblico più ampio di scienziati altamente specializzati una facilità d’uso e una velocità di fabbricazione senza precedenti.
La prima è possibile grazie a un nuovo software intuitivo, di cui vi parleremo più sotto; per la seconda viene utilizzato un sistema di specchi galvanici (che è fondamentalmente un sistema per regolare gli specchi nelle applicazioni laser per accelerare i processi) che permette di realizzare in pochi secondi ciò che prima richiedeva diversi minuti. Grazie a questa velocità, la Photonic Professional GT può essere utilizzata per creare oggetti altri fino a un centimetro, come ad esempio la Torre Eiffel che vedete qui sotto e che è la più piccola riproduzione della celebre torre metallica mai realizzata.
La tecnologia utilizzata per stampare in 3D su scala nanometrica si chiama polimerizzazione a due fotoni o litografia a due fotoni (i due termini sono intercambiabili) ed è stato portata all’attenzione dei media internazionali all’inizio del 2012 da un team dell’Università di Vienna. Funziona in modo molto simile a stereolitografia tradizionale (SLA o DLP) solo che utilizza micro-impulsi laser di pochi femtosecondi (un femtosecondo è 10 alla -15 secondi o 0,000000000000001 secondi ) per curare i polimeri a livello nanoscopico. Potreste pensate che questo livello di precisione serva solo per esperimenti scientifici e che non abbia alcun utilizzo nella vita reale ma stareste prendendo una abbaglio macroscopico.
Nano è gigante
La nanotecnologia è stata a lungo confinata al regno delle cose che probabilmente accadranno in futuro. Oggi ci sono così tanti materiali nanotecnologici intorno a noi che è quasi un luogo comune. Lo stesso sta avvenendo ora per la nanofabbricazione a livello commerciale. La capacità di stampare in 3D su scala nanoscopica permetterà agli scienziati informatici di superare i colli di bottiglia di comunicazione nei data center e nei e computer ad alte prestazioni. Nella biotecnologia le nano-impalcature rendono più semplice che mai “allevare” cellule viventi di ogni tipo. La nanofabbricazione avrà applicazioni nello sviluppo di metamateriali meccanici e di nuove superfici nanodefinite che, ad esempio, ci permetteranno di replicare setole di un geco, dando a qualsiasi oggetto o persona abilità da Spider-man. Un’altra applicazione sarà nei sistemi di filtrazione: con la macchina di Nanoscribe sarà possibile creare filtri nanofluidici all’interno di canali ampi solo un micron.
Per permettere agli scienziati di utilizzare le sue macchine senza dover addentrarsi nel loro complesso funzionamento, Nanoscribe ha sviluppato una gamma di software che, proprio come in una qualsiasi stampante 3D da scrivania, può fare la differenza sia in termini di qualità e accessibilità. Nanowrite è un’intuitiva interfaccia grafica mentre Nanoslicer trasforma rapidamente i file .stl nel formato nativo della Photonic Professional GT: .gwl. Il software DeScribe, infine, permette di modificare facilmente i file .gwl, di controllarne l’effettiva stampabilità e anche di monitorare il processo di scrittura in tempo reale per mezzo di una telecamera ottica collegata a un SEM (un microscopio elettronico a scansione). Siete pronti ad aprire un Nanofablab?
