Mikrodrucktechnologie 04.11.2020, 20:13 Uhr

3D-Druck: Dieses Star Trek Raumschiff ist so klein wie Bakterien

Star Trek-Fans werden jetzt überglücklich sein: Physiker der Universität Leiden haben nämlich eine Miniaturversion des Raumschiffs Voyager aus dem 3D-Drucker kreiert. Hinter dem winzigen Raumschiff steckt allerdings etwas sehr Großes.

“Raumschiff Voyager” ist die fünfte Serie des Star Trek Universums und spielt im 24. Jahrhundert. Zwischen 1995 und 2001 wurden sieben Staffeln produziert. Das Sternenflotten-Raumschiff “USS Voyager” wird auf seinen Abenteuern durchs All begleitet. Mit einer ausgedruckten Voyager könnten Zuschauer also ganze Szenen aus den Episoden nachspielen oder einfach eine eigene Sammlung in der Vitrine anlegen. Sofern sie über ein Mikroskop verfügen, denn das Schiff ist 15 Mikrometer “lang” und damit kleiner als ein Pantoffeltierchen (Länge ab 50 Mikrometer).

Die Publikation zur Forschung am unfassbar kleinen Star Trek Raumschiff können Sie hier einsehen.

Gedrucktes Starship

So sieht die Voyager aus dem Mikro-Drucker aus.

Foto: Leiden University

Der Mini-Druck ist keineswegs zum Spielen da: Frei nach dem Motto von Captain Kirk in der Scifi-Serie “wo noch nie ein Mensch zuvor gewesen ist”, haben sich die Physiker aus Leiden einer höheren Mission verschrieben. Der 3D-Druck ist Teil eines größeren Forschungsprojektes.

15 Bakterien finden gerade so auf der gedruckten Voyager Platz

Das 15 Mikrometer lange Schiff sieht aus wie die USS Voyager. Für das bessere Vorstellungsvermögen: Bakterien haben einen Durchmesser von bis zu einem Mikrometer. Also tummeln sich auf dem gedruckten Mini-Raumschiff 15 Bakterien. Winzig klein trifft es also eher. Da wird es mit dem Ausstellungsstück in der Vitrine eher nichts – außer Sie haben einen winzig kleinen Drucker und sehr kleine Hände. Ein Wundertrank aus Alice im Wunderland könnte es möglich machen. Die „echte“ Voyager wäre 345 Meter lang, wenn es originalgetreu nachgebaut werden würde. Dieses Miniaturwunder haben die niederländischen Forscher rein aus dem 3D-Drucker geschaffen.

Die Wissenschaftler aus der additiven Fertigung experimentierten schon länger mit einem mikroskopischen 3D-Drucker. Dieser ist in der Lage, Objekte in Mikrometer-Größe herzustellen.
Den Forschern geht es keineswegs um eine Art Wettbewerb “klein, kleiner, am kleinsten”. Das Mini-Raumschiff hat ein starkes Ziel: Es ist ein sogenannter künstlicher Mikroschwimmer.

Mikroschwimmer bewegen sich autonom durch Flüssigkeit. Jetzt wird es spannend: Voyager kann sich also sogar fortbewegen und sieht nicht nur possierlich aus. Ist in dem winzig kleinen Star Trek Druck also sogar ein Motor eingebaut? Nein, keineswegs – die Fortbewegung geschieht durch eine chemische Reaktion mit Platin und Wasserstoffperoxid.

Diese Software bringt dem 3D-Druck großen Fortschritt

Mini-Raumschiff bewegt sich autonom

Dass sich das Mini-Raumschiff vorwärts bewegt, ist aber nicht so trivial, wie man annehmen mag. Nötig sind Nanodrähte, die die Erzeugung ihres Treibstoffs selbst katalysieren. Nanoskopische Stäbchen kommen zum Einsatz, deren Enden aus zwei verschiedenen Metallen bestehen. Im Gegensatz zu makroskopischen Motoren haben sie keinen Tank, sondern bewegen sich in einem Medium, das einen geeigneten Treibstoff enthält. Also Flüssigkeit. Klassischerweise greifen Forscher auf Gold-Platin-Nanostäbchen zurück, die mit Wasserstoffperoxid als Treibstoff etwa 10 bis 20 Mikrometer pro Sekunde zurücklegen können.

Die Physiker aus den Niederlanden hegen den Wunsch, über die additive Fertigung die Funktion von biologischen Mikroschwimmern wie Bakterien und weiße Blutkörperchen besser verstehen zu können. USS Voyager dient also einem wichtigen Forschungsprojekt. Die Ergebnisse sollen Arzneimittelbehandlungen und anderen Therapien zugutekommen. Die Wissenschaftler konnten auch schon eine 30 Mikrometer kleine Version des Boots namens „3DBenchy“ drucken. Mehr dazu sehen Sie im Video.

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Ein Beitrag von:

  • Sarah Janczura

    Sarah Janczura

    Sarah Janczura ist Content Manager und verantwortliche Redakteurin für ingenieur.de. Nach einem Volontariat mit dem Schwerpunkt Social Media war sie als Online-Redakteurin in einer Digitalagentur unterwegs. Sie schreibt über Technik, Forschung und Karrierethemen.

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