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Long-time behavior of surface properties of microstructures fabricated by multiphoton lithography

  • The multiphoton lithography (MPL) technique represents the future of 3D microprinting, enabling the production of complex microscale objects with high precision. Although the MPL fabrication parameters are widely evaluated and discussed, not much attention has been given to the microscopic properties of 3D objects with respect to their surface properties and time-dependent stability. These properties are of crucial importance when it comes to the safe and durable use of these structures in biomedical applications. In this work, we investigate the surface properties of the MPL-produced SZ2080 polymeric microstructures with regard to the physical aging processes during the post-production stage. The influence of aging on the polymeric microstructures was investigated by means of Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). As a result, a time-dependent change in Young’s Modulus, plastic deformation, and adhesion and their correlation to the development inThe multiphoton lithography (MPL) technique represents the future of 3D microprinting, enabling the production of complex microscale objects with high precision. Although the MPL fabrication parameters are widely evaluated and discussed, not much attention has been given to the microscopic properties of 3D objects with respect to their surface properties and time-dependent stability. These properties are of crucial importance when it comes to the safe and durable use of these structures in biomedical applications. In this work, we investigate the surface properties of the MPL-produced SZ2080 polymeric microstructures with regard to the physical aging processes during the post-production stage. The influence of aging on the polymeric microstructures was investigated by means of Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). As a result, a time-dependent change in Young’s Modulus, plastic deformation, and adhesion and their correlation to the development in chemical composition of the surface of MPL-microstructures are evaluated. The results presented here are valuable for the application of MPL-fabricated 3D objects in general, but especially in medical technology as they give detailed information of the physical and chemical time-dependent dynamic behavior of MPL-printed surfaces and thus their suitability and performance in biological systems.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Mateusz DudziakORCiD, Ievgeniia TopolniakORCiD, Dorothee SilbernaglORCiD, Korinna AltmannORCiD, Heinz SturmORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Nanomaterials
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel
Jahrgang/Band:11
Ausgabe/Heft:12
Aufsatznummer:3285
Erste Seite:1
Letzte Seite:12
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Additive manufacturing; Aging; Atomic force microscopy; Force-distance-curve; Microfabrication; Multiphoton lithography; SZ2080 negative photo-resist; Surface properties; X-ray photoelectron spectroscopy; Young´s modulus
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Additive Fertigung
Material / Degradation von Werkstoffen
Material / Materialdesign
Material / Nano
DOI:10.3390/nano11123285
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-542166
ISSN:2079-4991
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:18.01.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:18.01.2022
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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