Pesquisadores da Universidade de Harvard A John Paulsen School of Engineering e aplicada Ciências (mares) em Massachusetts, criaram um acoustophoretic 3D impressão técnica que usa ondas sonoras para formar gotas de uma ampla gama de fluidos viscosos em aditivamente fabricados com estruturas.
Uma infinidade de tintas
Jato de tinta impressão 3D utiliza fluidas gotículas de microlitro-para-nanolitros volume de sólidos de forma; no entanto, este processo é limitado para tintas de baixa viscosidade que são aproximadamente 10 a 100 vezes superiores à viscosidade da água, de acordo com o estudo. Isto exclui os recursos de impressão 3D do biopolímero vital e célula-carregado de tintas usadas dentro biofarmacêuticos e bioprinting 3D, bem como à base de açúcar biopolímeros, tais como mel, que é 25.000 vezes mais viscoso que a água.
Além disso, estudos têm mostrado que o fluído viscoso muda drasticamente com a temperatura e composição, tornando mais difícil para otimizar os parâmetros de impressão para controlar o tamanho das gotas.
Para ativar a experimentação "uma infinidade de materiais", a equipa de investigação do mar construiu um ressonador de acústica subwavelength capaz de gerar campos acústicos altamente confinados que podem criar forças puxa superior "100 vezes as normal gravitação forças (1g) na ponta do bocal impressora-quatro vezes a força gravitacional na superfície do sol."
Escorrer por gotejamento
Os pesquisadores testaram o processo de impressão 3D acoustophoretic em uma ampla gama de materiais, incluindo o mel para tintas de células-tronco, uma solução de colágeno célula-carregado, um adesivo UV-curable óptico e metais líquidos. A força controlável desde o ressonador personalizado puxa cada gota fora da "acoustophoretic impressão de cabeça" com um raio especificado de 800μm inferior do bocal de 65μm e ejeta-lo para o destino de impressão.
Quanto maior a amplitude do som ondas, quanto menor o tamanho das gotas, independentemente da viscosidade do líquido, os investigadores encontraram. Além disso, porque as ondas sonoras não podem ser transmitidas através de gotículas, os pesquisadores acreditam que o método é seguro para uso com vetores biológicos sensíveis, tais como células vivas ou proteínas.
"Nossa tecnologia deve ter impacto imediato na indústria farmacêutica," disse Jennifer Lewis, Senior autor do papel e o Professor de Wyss Hansjorg de biologicamente inspirados engenharia em mares. "Mas acreditamos que isso vai se tornar uma plataforma importante para várias indústrias."
