Raar maar waar: muggennaalden maken 3D-printen twee keer preciezer

Muggen zijn misschien wel de meest gehate insecten ter wereld, maar hun anatomie blijkt nu toch ergens nuttig voor. Onderzoekers van McGill University in Canada hebben namelijk ontdekt dat de naald van muggen perfect werkt als ultrafijne 3D-printnozzle. 

Het klinkt misschien bizar, maar het idee is eigenlijk best logisch. Een muggenwijfje moet met haar snuit door je huid prikken om bij je bloedvaten te komen en dat vereist een extreem dunne en sterke naald. Die heeft een binnendiameter van slechts 20 tot 25 micrometer. Dat is drie keer zo dun als een mensenhaar.

Bij muggen bestaat deze zogenoemde proboscis uit verschillende onderdelen. Het buitenste deel is een soort beschermhuls, de labium genaamd, maar binnenin zitten de echte werkpaarden: het labrum en de hypopharynx. Deze twee delen vormen samen een holle buis waar bloed doorheen kan stromen. De onderzoekers verwijderen de buitenste huls en gebruiken alleen dat binnenste kanaal als printnozzle.

Twee keer zo fijn als commerciële nozzles

Met deze muggensnuit konden de onderzoekers lijnen printen die slechts 20 micrometer breed zijn. Dat is ongeveer twee keer zo fijn als wat je met de kleinste commerciële metalen printnozzle kunt bereiken. De kleinste commerciële nozzles hebben een diameter van 35 micrometer, maar ze kosten meer dan 80 dollar per stuk.

De muggensnuit is veel goedkoper. Laboratoriummuggen kweken kost minder dan twee cent per mug, en het in elkaar zetten van een printbare muggensnuit kost volgens de onderzoekers slechts 80 cent. Bovendien is de muggensnuit biologisch afbreekbaar.

Om te testen of het echt werkt, hebben de onderzoekers verschillende structuren geprint. Ze maakten een honingraatpatroon, een esdoornblad en een rasterstructuur met levende kankercellen erin. De structuren waren slechts een paar honderd micrometer groot, bijna te klein om met het blote oog goed te zien, maar onder een microscoop bleek de printnauwkeurigheid hoog. De individuele lijnen waren duidelijk gescheiden en de structuur was stabiel.

Ook nadelen

Natuurlijk is niet alles rozengeur en maneschijn. De muggensnuit heeft ook beperkingen. Het belangrijkste probleem is de sterkte. De onderzoekers ontdekten dat de snuit kan barsten als de druk te hoog wordt. Door tests uit te voeren waarbij ze water door de snuit persten tot hij knapte, kwamen ze eruit dat de maximale druk ongeveer 60 kilopascal is.

De onderzoekers hebben ook gekeken naar hoe lang zo’n muggensnuit meegaat. Bij kamertemperatuur blijft ze minstens negen dagen bruikbaar, maar na twee weken begint dertig procent van de nozzles te falen. Als je ze echter bewaart in de vriezer bij min twintig graden Celsius, kunnen ze meer dan een jaar goed blijven.

Lees meer over wetenschap en mis niets met de Bright-app.