Акустофоретическая 3D-печать позволяет работать с вязкими материалами

Новая разработка гарвардских ученых поможет усовершенствовать технологию струйно-капельной 3D-печати (DOD) за счет точной регулировки диаметра капель вне зависимости от вязкости расходного материала.Струйно-капельная методика (Drop on Demand, DOD) наиболее широко применяется в биомедицинской 3D-печати для выборочного нанесения гидрогелей и клеточных масс. По сути своей это вариант шприцевой экструзии, где материал выдавливается из сопла капля за каплей. Проблема с подобными системами заключается в вязкости используемых материалов: так как отделение капель от сопла происходит под воздействием гравитации, размер капель зависит от вязкости, удельной массы, температуры материала и других факторов. Чем выше вязкость на выходе из сопла, тем ниже разрешение, но если вязкость слишком низкая, то после нанесения материал будет растекаться. Пока что биопечатникам приходилось довольствоваться поиском золотой середины и ограниченным выбором материалов, однако научная команда из Института биоинженерии имени Висса при Гарвардском университете предлагает регулировать процесс с помощью звуковых волн. Представленная акустическая система позволяет отделять капли от сопла в заданный момент, тем самым регулируя их размер. Генерируемые субволновым акустическим резонатором волны тянут капли вниз с силой, превышающей земное притяжение в более чем сто раз. Чем выше амплитуда звуковых волн, тем меньше диаметр капель, а вязкость практически перестает быть фактором. Как считает профессор Дженнифер Льюис, участвующая в исследовательском проекте, новая методика быстро найдет применение в фармацевтической отрасли. Если обычная технология DOD позволяет печатать материалами с вязкостью на один-два порядка выше чем у воды, то новая система позволяет работать с тем же медом, чья вязкость выше примерно в 25000 раз. В ходе исследований даже проводились успешные опыты по 3D-печати жидкими металлами (на иллюстрации ниже). Что самое главное, если говорить о биопечати, методика не опасна для живых клеток, тогда как снижение вязкости за счет нагревания гидрогелей с клеточными культурами может привести к гибели последних. Доклад научной команды опубликован по этой ссылке. А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.