Udskrivning med lyd:Fremtidens bølge

Harvard University meddelte, at dets forskere har udviklet en måde at udskrive objekter ved hjælp af lyd. Kaldes "akustoforetisk tryk, "metoden" kunne muliggøre fremstilling af mange nye biofarmaka, kosmetik, og mad, og udvide mulighederne for optiske og ledende materialer, "ifølge pressemeddelelsen 31. august, 2018.

Udskrivning med væske, såsom blæk, er blevet en livsstil, takket være inkjet -udskrivningsprocessen. Men hvad nu hvis du ville udskrive levende celler eller andre biologiske materialer? Hvad hvis du ville udskrive flydende metal? Med blækstråler, en printeres evne til at trække et stof ud af en dyse slibes, da stoffet bliver tykkere. Men nu, selvom det stadig er meget tidligt i forsøgets fase, forskergruppen på Harvard har bebudet betydelige fremskridt med at skabe lydfelter, der kan trække viskøse stoffer, såsom flydende metal, honning og endda levende celler, fra dysen på en printer.

Det begynder med tyngdekraften. Simpel tyngdekraft er det, der får væske til at dryppe. Hvor hurtigt eller ofte det drypper afhænger af dets viskositet - dens tykkelse og modstandsdygtighed over for forskydning og trækbelastninger. Vand, for eksempel, er langt mindre tyktflydende end majssirup. Majsirup er langt mindre tyktflydende end honning. Jo mere tyktflydende en væske er, jo længere tid det tager for tyngdekraften at producere en dråbe. Trykningssystemer, såsom inkjetudskrivning, typisk bruge en dråbe metode til at overføre et flydende materiale til et medium, såsom papir. Jo mere tyktflydende et materiale er, imidlertid, jo vanskeligere er det at manipulere til udskrivning.

"Vores mål var at tage viskositet ud af billedet ved at udvikle et tryksystem, der er uafhængigt af væskens materialegenskaber, "sagde Daniele Foresti, en forskningsassistent i materialevidenskab og maskinteknik ved Harvard.

Det er her lyden kommer ind.

Foresti og hans forskere begyndte at eksperimentere med lydbølgernes tryk på væsker for at give tyngdekraften et løft. De byggede en "subwavelength akustisk resonator" designet til at producere tæt kontrollerede akustiske felter, der effektivt øger den relative tyngdekraft ved trykdysen. Ifølge udgivelsen, forskerne har været i stand til at generere trækkræfter "100 gange de normale tyngdekræfter (1G) for printerdysen, "mere end fire gange solens tyngdekraft. Dråbestørrelsen bestemmes simpelthen af ​​lydbølgens amplitude - jo højere amplitude, jo mindre fald. Her er en forklarende video fra forskerholdet på Harvard:

"Ideen er at generere et akustisk felt, der bogstaveligt talt fjerner små dråber fra dysen, meget gerne plukke æbler fra et træ, sagde Foresti.

En lang række materialer er blevet brugt til at teste denne nye udskrivningsmetode, herunder honning, stamcelleblæk, biopolymerer, optiske harpikser og flydende metaller. Fordi lydbølger ikke passerer gennem materialer, brug af lyd til at skabe dråber vil ikke skade selve materialet, hvilket er vigtigt for udskrivning med levende celler.

Dr. Jennifer Lewis, professor i biologisk inspireret teknik ved Harvard, sagde, "Vores teknologi bør have umiddelbar indvirkning på medicinalindustrien. Men vi tror på, at dette bliver en vigtig platform for flere brancher. "

Akustoforetisk trykte dråber kan omhyggeligt deponeres og mønstres hvor som helst ved at kontrollere målpositionen. Nogle flydende metaller danner en fast skal, når de er i kontakt med atmosfæren, og netop denne egenskab gør det endda let at bunke dråber oven på hinanden.