Muggennaalden maken 3D-printen preciezer

Onderzoekers van McGill University in Canada hebben ontdekt dat de zuigmond (proboscis) van vrouwtallige muggen uitstekend dienst kan doen als ultrafijne 3D-print-nozzle. 

Een muggennaald is extreem dun — de binnen­diameter bedraagt slechts 20 tot 25 micrometer, ongeveer drie keer dunner dan een mensenhaar. De proboscis bestaat uit verschillende delen: een beschermende buitenhuls (labium) en daarbinnen een buisvormige kern (labrum en hypopharynx) waar bloed doorheen stroomt. De onderzoekers halen de buitenhuls weg en gebruiken alleen dit binnenste holle kanaal als printmondstuk. 

Met deze biologische “muggen-nozzle” slaagden ze erin 3D-lijnen te printen van slechts 20 micrometer breed — dat is ongeveer twee keer zo fijn als wat de kleinste commercieel verkrijgbare metalen spuitmonden kunnen, die meestal rond de 35 micrometer zitten. Bovendien is zo’n muggensnuit goedkoop: het kweken van laboratoriummuggen kost minder dan twee cent per mug, en het assembleren van de printbare nozzle komt volgens de onderzoekers op slechts zo’n 80 cent. De naald is ook biologisch afbreekbaar. 

Om de bruikbaarheid te testen, printten de wetenschappers verschillende structuren: een honingraat, een esdoornblad en zelfs een rasterstructuur met levende kankercellen. Deze waren maar een paar honderd micrometer groot, bijna niet met het blote oog te zien, maar onder de microscoop bleek de precisie en stabiliteit indrukwekkend goed. 

Er zijn echter ook nadelen. De muggensnuit barst onder te hoge druk — uit testresultaten blijkt dat hij maximaal ongeveer 60 kilopascal kan verdragen.   Verder loopt de levensduur beperkt: bij kamertemperatuur blijft de nozzle ongeveer negen dagen goed bruikbaar, maar na twee weken faalt zo’n dertig procent. Wordt hij bewaard bij –20 °C, dan kan hij wel meer dan een jaar meegaan.