Немецкие ученые изучают ультразвуковую голографическую 3D-печать

Ученые Института медицинских исследований Общества Макса Планка и Института молекулярной системной инженерии и перспективных материалов Гейдельбергского университета опубликовали исследование перспективной технологии 3D-печати методом акустической голографии — формирования структур под давлением направленных ультразвуковых волн.

Концепция основана на создании полей давления с помощью несколько акустических голограмм. Это позволяет осуществлять бесконтактную сборку структур из твердых частиц, гелевых шариков и даже живых клеток.

Исследование открывает путь к новым методам трехмерного формирования конструкций из живых клеток для применения в биомедицинской инженерии: преимущество ультразвука в том, что он щадяще воздействует на клетки и может проникать глубоко в ткани. Другое потенциальное преимущество технологии заключается в высокой производительности: вместо послойного построения, занимающего длительное время, объекты можно формировать за один шаг. 

«Мы смогли собрать микрочастицы в трехмерный объект за один прием с помощью ультразвуковых полей определенной формы. Это может быть очень полезно в сфере биопечати, так как клетки особенно чувствительны к воздействию окружающей среды», — рассказал профессор Гейдельбергского университета Пьер Фишер.

В предыдущих исследованиях Фишер и его коллеги показали, как формировать двухмерные ультразвуковые акустические голограммы с помощью 3D-печатных пластин, задающих форму полей. В новом исследовании команда продемонстрировала уже возможность сборки трехмерных форм из частиц, погруженных в воду. Самый большой объект, полученный в ходе экспериментов — двойная спираль длиной двадцать миллиметров и диаметром десять миллиметров.

Сборка силикагелевых шариков в спираль

«Для оцифровки всего объекта в ультразвуковые голографические поля необходимы большие вычислительные мощности, что потребовало разработки новой вычислительной процедуры», — рассказал разработчик алгоритмов Хайнер Кремер.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Ранее о наработках в направлении акустической 3D-печати сообщали литовская компания Neurotechnology и Томский государственный университет.

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.