Harvard University meddelade att dess forskare har utvecklat ett sätt att skriva ut objekt med hjälp av ljud. Kallas "akustoforetisk utskrift, "metoden" kan möjliggöra tillverkning av många nya biofarmaka, kosmetika, och mat, och utöka möjligheterna för optiska och ledande material, "enligt pressmeddelandet den 31 augusti, 2018.

Utskrift med vätska, som bläck, har blivit ett sätt att leva, tack vare bläckstråleskrivaren. Men tänk om du ville skriva ut levande celler eller andra biologiska material? Vad händer om du vill skriva ut flytande metall? Med bläckstrålar, en skrivares förmåga att dra ett ämne ur ett munstycke stannar när ämnet blir tjockare. Men nu, även om det fortfarande är mycket tidigt i experimentfasen av processen, forskarlaget vid Harvard har meddelat betydande framsteg i skapandet av ljudfält som kan dra viskösa ämnen, som flytande metall, honung och till och med levande celler, från munstycket på en skrivare.

Det börjar med tyngdkraften. Enkel gravitation är det som får vätska att droppa. Hur snabbt eller ofta det droppar beror på dess viskositet - dess tjocklek och motståndskraft mot skjuvning och dragspänningar. Vatten, till exempel, är mycket mindre viskös än majssirap. Majsirap är mycket mindre viskös än honung. Ju mer trögflytande en vätska är, ju längre tid det tar för gravitationen att producera en droppe. Utskriftssystem, som bläckstråleskrivare, vanligtvis använda en droppmetod för att överföra ett flytande material till ett medium, som papper. Ju mer trögflytande ett material är, dock, desto svårare är det att manipulera för utskrift.

"Vårt mål var att ta ut viskositeten ur bilden genom att utveckla ett utskriftssystem som är oberoende av vätskans materialegenskaper, "sa Daniele Foresti, en forskningsassistent i materialvetenskap och maskinteknik vid Harvard.

Det är här ljudet kommer in.

Foresti och hans medforskare började experimentera med ljudvågornas tryck på vätskor för att ge gravitationen ett uppsving. De byggde en "akustisk resonator med subvåglängd" utformad för att producera tätt kontrollerade akustiska fält som effektivt ökar den relativa tyngdkraften vid tryckmunstycket. Enligt utgåvan, forskarna har kunnat generera dragkrafter "100 gånger de normala gravitationskrafterna (1G) för skrivarmunstycket, "mer än fyra gånger solens tyngdkraft. Droppens storlek bestäms helt enkelt av ljudvågans amplitud - ju högre amplitud, desto mindre droppe. Här är en förklarande video från forskargruppen vid Harvard:

"Tanken är att skapa ett akustiskt fält som bokstavligen tar bort små droppar från munstycket, ungefär som att plocka äpplen från ett träd, sa Foresti.

Ett brett spektrum av material har använts för att testa denna nya tryckmetod, inklusive honung, stamcellsfärger, biopolymerer, optiska hartser och flytande metaller. Eftersom ljudvågor inte passerar genom material, att använda ljud för att skapa droppar kommer inte att skada själva materialet, vilket är viktigt för utskrift med levande celler.

Dr Jennifer Lewis, professor i biologiskt inspirerad teknik vid Harvard, uppgav, "Vår teknik bör få omedelbar inverkan på läkemedelsindustrin. Men Vi tror att detta kommer att bli en viktig plattform för flera branscher. "

Akustoforetiskt tryckta droppar kan försiktigt deponeras och mönstras var som helst genom att styra målpositionen. Vissa flytande metaller bildar ett fast skal när de kommer i kontakt med atmosfären, och just den här egenskapen gör det till och med lätt att stapla droppar ovanpå varandra.