Projekte
Abscission and self-repair in biological and artificial materials systems
Subprojekt
Novel Materials for maskless lithography and 3D printing
Das Ziel meiner Forschung ist es, neuartige Materialsysteme für livMatS-Demonstratoren zu entwickeln. Diese Materialien können wir mit dem UV-Licht bestimmter Wellenlängen beschreiben, wodurch sie Techniken wie der maskenlosen Lithografie und dem 3D-Druck auf der Grundlage der Light-on-and-off-Technologie nützen. Diese Materialien und Techniken verwenden wir, um Demonstratoren wie mikrostrukturierte Funktionshäute oder Objekte mit spezifischen adaptiven Eigenschaften (z. B. reaktiv auf Feuchtigkeit) herzustellen.
Projektergebnisse
Materialsysteme, die auf C,H-Insertionsvernetzung (CHic) basieren, können durch Copolymerisation einer Vielzahl von Komponenten maßgeschneidert werden. Diese Fähigkeit erweitert nicht nur das Spektrum der zur Verfügung stehenden Materialien, sondern bietet auch die Möglichkeit, funktionelle Muster und Mikrostrukturen herzustellen. Zur Erzeugung maßgeschneiderter Oberflächenmuster wurde eine maskenlose Photolithographietechnik auf der Grundlage digitaler Mikrospiegelgeräte (DMDs) eingesetzt. Die schnelle, flexible und kostengünstige Herstellung von Oberflächenstrukturen mit einem breiten Spektrum an Geometrien wurde erreicht. Die allgemein anwendbare CHic-Reaktion ermöglicht die Erzeugung von Mustern auf verschiedenen Materialien, unabhängig von der Beschaffenheit der gewählten Substrate. Die Oberflächenfunktionalisierungsmuster wurden vorprogrammiert und erfolgreich mit einem hohen Maß an räumlicher Kontrolle erzeugt. Im Bereich des 3D-Drucks wurde das direkte Laserschreiben (DLW) eingesetzt, um hochpräzise 3D-Mikrostrukturen mit komplexen Geometrien und maßgeschneiderten Eigenschaften aus CHic-fähigen Materialien herzustellen. Die erzeugten Mikrostrukturen wurden erfolgreich als 3D-Zellkulturplattformen verwendet und weisen eine ausgezeichnete Biokompatibilität und Zelladhäsion auf. Beeindruckend ist, dass es gelungen ist, in einem Schritt maßgeschneiderte Multikomponentengerüste mit genau definierten Geometrien und integrierten Mehrfacheigenschaften herzustellen. Die Fähigkeit solcher maßgeschneiderten Gerüste zur Beeinflussung der individuellen Zelladhäsion und -morphologie wurde nachgewiesen, was auf das große Potenzial dieses Ansatzes für Fortschritte in der biologischen Forschung und bei medizinischen Anwendungen hinweist.
Erstbetreuer und Dissertation
Prof. Dr. Jürgen Rühe
Dan Song hat ihre Dissertation in Februar 2024 erfolgreich verteidigt.