Инженеры из Института медицинских исследований Макса Планка и Гейдельбергского университета показали, как с помощью акустических волн можно собирать материалы в трехмерные конструкции. Метод подойдет для печати твердых объектов, предметов из гидрогеля и биологических клеток.
Традиционная 3D-печать создает объекты слой за слоем. Такой подход требует относительно большого количества времени и подходит не для всех предметов и материалов. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, инженеры использовали ультразвук, чтобы собрать сложные трехмерные объекты из компонентов за один «удар».
Принцип работы технологии. Изображение: Kai Melde et al., Science Advances
Исследователи управляли ультразвуком с помощью акустических голограмм — 3D-печатных пластин, которые предназначены для кодирования определенного звукового поля. Настраивая несколько полей заданным образом, они улавливали частицы и клетки, свободно плавающие в воде, и собирали их в нужную форму.
В тестовой демонстрации исследователи использовали три преобразователя с частотой 3,5 МГц и диаметром 50 мм. Расположенные в заданном порядке они воздействовали на материалы с разных сторон, чтобы придать готовому предмету заданную форму. Инженеры продемонстрировали, что предложенный метод эффективно работает с различными материалами, включая стеклянные или гидрогелевые шарики и биологические клетки.
Демонстрация работы технологии. Изображение: Kai Melde et al., Science Advances
Ученые считают, что технология является перспективной платформой для объемной печати клеточных культур и тканей. Преимущество ультразвука в том, что он оказывает мягкое воздействие на биологические клетки, не повреждает их и может проникать глубоко в ткани.
Читать далее:
Два фото Земли с разницей в 50 лет сравнили в НАСА: что нашли ученые
В небе над США заметили загадочные зеленые лучи: откуда они появились
Ученые пересадили крысам «мозг» человека и рассказали, что получилось в итоге
На обложке: художественная иллюстрация печати с помощью акустических голограмм. Изображение: Kai Melde, MPI for Medical Research, Heidelberg University