Design and processing of advanced materials for extrusion-based additive manufacturing
Natuurlijk weefsel nabootsen met de 3D-printer
3D-printen staat vooral bekend om het maken van objecten van plastic of metaal. Maar wetenschappers werken nu aan een veel grotere uitdaging: het printen van zachte materialen die in de toekomst kunnen helpen bij het herstellen of vervangen van menselijk weefsel. Om dit mogelijk te maken, hebben we “inkten” nodig die niet alleen goed te printen zijn, maar ook extra functies hebben—zoals regelbare sterkte, aanpassingsvermogen aan hun omgeving en stabiliteit na het printen. In zijn proefschrift onderzoekt Armin Amirsadeghi nieuwe manieren om zulke slimme materialen te ontwerpen.
Amirsadeghi presenteert vier verschillende strategieën. In de eerste onderzoekt hij een zacht en elastisch plastic dat beter de eigenschappen van natuurlijk weefsel kan nabootsen. In de tweede ontwikkelt hij mengsels van natuurlijke polymeren die reageren op hun omgeving en na het printen kunnen worden gestabiliseerd. De derde aanpak gebruikt kleine gel-deeltjes die na het printen in elkaar grijpen, waardoor de structuren extra stevigheid krijgen. De laatste aanpak gebruikt spinnenzijde als inspiratie: door enkele unieke bouwstenen ervan na te bootsen, ontwikkelde Amirsadeghi nieuwe inkten die sterker zijn en gemakkelijker te printen.
Samen laten deze studies zien hoe zorgvuldig materiaalontwerp en inspiratie uit de natuur kunnen leiden tot inkten die niet alleen goed te printen zijn, maar ook aanpasbaar en robuust. Dit brengt ons dichter bij de toekomst waarin complexe, functionele weefsels en medische implantaten met een 3D-printer kunnen worden gemaakt.
Armin Amirsadeghi voerde zijn onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Polymer Science, met financiering van European Research Council (ERC) and NWO XS. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij de Rijksuniversiteit Groningen.