Cursor TU/e d.d. 1 juli 2005
Antennes en huid
uit de inkjetprinter
Het snerpende geluid van de dot matrixprinter
is alweer een paar jaar uitgestorven. De inkjetprinter heeft zijn
plek ingenomen: geruisloos, snel en in staat om zeer scherpe plaatjes
te maken. Maar inkjettechnologie belooft meer: het printen van RFID-antennes
(Radio Frequency IDentification) of een stuk huid behoort tot de moglijkheden.
Het uitprinten van huid en organen is nog toekomstmuziek,
zegt dr. Berend-Jan de Gans van de faculteit Scheikundige Technologie,
maar het is een lonkend perspectief dat de inkjettechnologie ons biedt.
De Gans organiseert voor het Dutch Polymer Institute (DPI) de tweede
editie van de International Workshop on Ink-jet Printing of Functional
Polymers and Materials (www.combimat.org), die vandaag afloopt. “Inkjet
kennen we natuurlijk van het printen van documenten en foto’s.
Het is in feite een techniek om kleine druppeltjes te drukken, dus
ook geschikt voor bijvoorbeeld het aanbrengen van heel weinig smeerolie
op heel kleine micromechanische onderdelen”, zegt De Gans. “De
techniek heeft een grote vlucht genomen toen er geleidende polymeren
kwamen die, door ze pixel voor pixel te printen met inkjettechnologie,
geschikt zijn voor toepassingen in beeldschermen. Deze polyLEDs zijn
technisch veel ongecompliceerder dan LCD’s, die aangelicht moeten
worden door een externe lichtbron. PolyLEDs zenden zelf al licht uit,
wat de zichtbaarheid van het scherm verbetert. De kijkhoek is dan
ook veel groter dan die van een LCD-scherm; het geeft een duidelijk
beeld vanuit alle hoeken.”
De Gans’ specialiteit ligt op het vlak van de
zogeheten combinatoriële toepassingen. “Om grote aantallen
substanties ‘high-throughput’ te kunnen karakteriseren
-bijvoorbeeld in de biotechnologie of in de materiaalwetenschappen-
heb je behoefte aan een apparaat waarmee je snel meerdere filmpjes
van materialen naast elkaar op een oppervlak kunt maken. Een paar
jaar geleden zijn we begonnen met filmvorming van polymeren, waarbij
we ook kijken naar de stromingseigenschappen. Je ziet rare effecten
optreden als je een polymeeroplossing gaat printen. Bij een gewone
inkjetprinter schiet het druppeltje uit de printkop. Als je polymeren
toevoegt, blijft de druppel verbonden aan de printkop, zeker als ze
een hoog moleculair gewicht hebben. Het lijkt dan alsof ze aan een
elastiekje zitten en dat is natuurlijk een probleem. Je wilt dus weten
welke polymeren je kunt printen. Hoe lang mogen de ketens zijn? Daarnaast
kijken we naar het printen van zilveren nanodeeltjes voor het maken
van geleidende banen. Dat kan goedkoop en snel met inkjettechnologie.”
Inkjettechnologie wordt
steeds verfijnder
De Gans: “De druppelgrootte wordt steeds kleiner.
De nieuwste fotoprinters van Epson schieten druppeltjes van tien micrometer,
en dat wordt ieder jaar kleiner. De druppelgrootte halveert elke vier
jaar, enigszins vergelijkbaar met Moore’s Law. Voor allerlei
toepassingen waarvoor op dit moment lithografie wordt gebruikt, is
inkjet nu nog niet geschikt, maar ik ga ervan uit dat binnen enkele
jaren een resolutie van één micrometer haalbaar moet
zijn. Je kunt inkjet dan gebruiken voor toepassingen waarbij productiesnelheid
en prijs belangrijker zijn dan miniaturisering, zoals de RFID. Met
inkjet kun je een miniatuurantenne printen die aan een chipje wordt
verbonden, zodat je die als RFID-tag op een goederenzending kunt plakken
en kunt achterhalen waar het pakket zich bevindt. Nu is dat nog te
duur, maar met inkjet zal dit economisch haalbaar worden”.
Tissue engineering
Binnen het vakgebied van de tissue engineering biedt
inkjet ook perspectieven. “Recentelijk is ontdekt dat cellen
geprint kunnen worden met inkjettechniek, ondanks de grote krachten
die ze ondervinden binnen het jetten. In Manchester is men bezig met
spectaculair onderzoek. Omdat je cellen op een willekeurige manier
kunt printen, zou je ook kunnen denken aan een stuk huid voor een
brandwond. Je scant de verwonding in en print een stuk huid van precies
de goede afmetingen. Er zijn ook mensen die zeggen dat je door het
printen van laagjes cellen in feite een orgaan kunt opbouwen. Je moet
dan natuurlijk wel de juiste celsoorten hebben, maar het printen van
3D-objecten is niet nieuw. Bij TNO print men een polymeeroplossing
op een laagje keramisch poeder, wat laag na laag een 3-dimensionaal
object oplevert. Die techniek is zeer geschikt om snel een prototype
te kunnen maken. Voor organen zou je dat ook kunnen toepassen, alleen
werk je dan niet meer met keramische poeders en metaal, maar met cellen.”
