Introduzione

La scrittura laser diretta è una tecnica di microproduzione che impiega impulsi laser focalizzati su una speciale resina fotosensibile (photoresist) adatta per avviare reazioni di polimerizzazione a due fotoni per produrre, all’interno del volume del photoresist stesso, microstrutture 3D di complessità e risoluzioni arbitrarie. Il metodo comune di produzione additiva, che ha successo, non soddisfa la necessità di applicazioni che richiedono la stampa di scaffold degradabili che possono essere quindi rimossi, adattati, modificati, riconfigurati o sostituiti. Un approccio spesso definito “produzione sottrattiva”. Occorre quindi fornire fotoresist che consentano di ottenere, mediante tecniche di microstampa 3D come, ad esempio, la scrittura laser diretta, architetture polimeriche non irreversibili ma, al contrario, facilmente degradabili, modificabili e adattabile, meccanicamente affidabile e stampabile con buona risoluzione.

Caratteristiche Tecniche

La presente invenzione si inserisce nel settore della microstampa 3D e riguarda un processo per la produzione di nanostrutture o microstrutture polimeriche 3D degradabili aventi una risoluzione sub-micrometrica. Il processo dell’invenzione utilizza una formulazione fotoresist comprendente una miscela di:

1. Monomeri ciclici di chetene acetale;
2. Monomeri vinilici e/o (met)acrilici; e
3. Almeno un fotoiniziatore.

Il processo si basa sulla polimerizzazione a due fotoni fotoiniziata focalizzando un raggio laser all’interno di detta formulazione di fotoresist, con l’ottenimento di nano o microstrutture polimeriche degradabili in condizioni blande ed aventi una risoluzione inferiore al micrometro.

Possibili Applicazioni

• Realizzare nano- e microstrutture con architetture di complessità arbitraria e stabili, con un elevato rapporto altezza/spessore e buone proprietà meccaniche;
• Fabbricazione di maschere degradabili su oggetti 3D di utilizzo nei processi litografici;
• Fabbricazione di microstrutture 3D degradabili per la produzione di membrane (semi)metalliche autoportanti;
• Incisione tramite scrittura laser diretta mediante un sistema di base fotoattivato sulla struttura stampata (la formulazione funge da fotoresist positivo).

Vantaggi

• La struttura polimerica ottenuta può essere rimossa, adattata, modificata e riconfigurata;
• Rigidità meccanica del fotoresist sacrificale migliorata;
• Non dà luogo a fenomeni di sfocatura laser per mismatch dell’indice di rifrazione;
• Consente una degradabilità controllata delle strutture in condizioni diverse e ortogonali compatibili con altre metodologie di microfabbricazione comunemente impiegate.