MEW von Scaffolds aus Flüssigkristall-Elastomeren mit programmierter mechanischer Reaktion:
MEW – Melt Electrowriting – bedeutet die Ablage dünner Fasern durch elektrostatische Kräfte nach exakt vorprogrammierten Mustern. Der MEW Druckkopf an GeSiM Bioscaffold Druckern erzeugt Gcode basierte Geometrien auf die gleiche Art wie es pneumatische Extruder tun.
Kunden am Spanish National Council of Research (CSIC) in Spanien publizierten unlängst Flüssigkristall-Elastomer (LCE) Scaffolds welche mit dem MEW Modul des GeSiM BS3.2 hergestellt wurden. LCEs sind „smarte“ Materialien, die ihre Form stark ändern als Reaktion auf eine externe Stimulation, z.B. Temperatur. Im Ergebnis sind diese stimulierbaren Materialien gute Kandidaten zur Herstellung von Aktoren für biomedizinische und „sanfte“ Robotik-Anwendungen.
Die präsentierte Studie beschreibt die digitale Positionierung gleichmäßiger LCE-Fasern mit Durchmessern von einigen hundert Nanometern bis zu mehreren zehn Mikrometern. Dies ist mit normalen pneumatischen Extrudern schwer zu erreichen. Die Fasern stapeln sich dabei präzise übereinander, bei Ausbildung von Strukturen von bis zu 50 Lagen mit scharfen und sauberen Wänden bei großem Höhen-Dicken Verhältnis.
Die inneren Strukturen (Abb. 1) sind nicht auf einfache rechteckige Muster begrenzt, sinusförmige und runde Geometrien sind ebenfalls machbar. Die LCE Proben können vom Substrat abgelöst werden und ändern ihre Form auf kontrollierte Weise bei geeigneter Stimulierung, im vorliegenden Fall Temperatur. Die Autoren der Studie konnten erfolgreich fasern-basierte Scaffolds herstellen mit programmierter und reversibler Formänderung, mit Potential für miniaturisierte Aktoren und smarte Strukturen für biomedizinische Anwendungen.
Bild 1: Sinusförmige Muster, gedruckt mit dem MEW Modul des GeSiM BioScaffold Drucker BS3.2
Bild 2: Thermische Aktuation MEW-geschriebener LCE Struktur (Skalenbalken 1 mm): Links Struktur bei 30°C, rechts Struktur bei 120°C
[1] Mehrzad Javadzadeh, Jesús Del Barrio, Carlos Sánchez‐Somolinos: “Melt Electrowriting of Liquid Crystal Elastomer Scaffolds with Programmed Mechanical Response”, Advanced Materials, https://doi.org/10.1002/adma.202209244
