znanost 4.9.2018 9:54

Na Harvardu razvili tehniko tiskanja s pomočjo zvoka

Boston, 4. septembra - Raziskovalci univerze v ameriškem Harvardu so razvili nov način tiskanja, ki za izločitev kapljic iz tekočine uporablja zvočne valove. Pri tem se lahko uporabi katerakoli tekočina, ne glede na njeno sestavo in viskoznost, tudi med. S to tehniko tiskanja bi lahko tiskali številne nove biofarmacevtske in kozmetične izdelke ter hrano.

Kapljice se uporabljajo za različne namene, od tiskanja s črnilom do proizvajanja mikrokapsul za zdravila. Tiskanje s črnilom je najpogostejša metoda za urejanje kapljic, vendar pa je uporabna samo za tekočine, ki so približno desetkrat bolj viskozne kot voda, piše na spletni strani univerze.

Številne tekočine, s katerimi bi se radi ukvarjali znanstveniki, so precej bolj viskozne. Biopolimeri ali s celicami napolnjene tekočine, ki so ključne za biofarmacevtske izdelke in biotiskanje, so najmanj stokrat bolj viskozne od vode. Na sladkorju osnovani biopolimeri pa so lahko viskozni kot med - njegova viskoznost je na primer 25.000-krat večja od vode.

Viskoznost se močno spreminja tudi s temperaturo in sestavo, zaradi česar je optimiziranje parametrov za nadzor velikosti kapljice pri tiskanju še težje.

"Naš cilj je bil, da viskoznost izvzamemo iz celotne slike, tako da bi razvili sistem tiskanja, ki je neodvisen od lastnosti materiala," je povedal vodja raziskovalcev, ki so znanstveni članek objavili v reviji Science Advances, Daniele Foresti.

Pri tem so uporabili zvočne valove, s katerimi so pomagali gravitaciji, da je naredila kapljico. Izdelali so poseben zvočni resonator, ki lahko ustvari zvočno polje z vlečnimi silami, ki v konici tiskalnikovega brizgalnika presegajo stokratnik zemeljske gravitacijske sile. To je približno štirikrat večja gravitacijska sila, kakršna je na površini Sonca.

Ta sila, ki jo je mogoče nadzorovati, vsako kapljico potegne iz brizgalnika, ko doseže določeno velikost in jo vrže proti površini za tiskanje. Višja kot je amplituda zvočnih valov, manjša je kapljica, ne glede na viskoznost tekočine. "Ideja je oblikovati zvočno polje, ki dobesedno odstranjuje kapljice z brizgalnika, podobno kot se obira jabolka z drevesa," je povedal Foresti.

Tehnologijo so preizkušali z različnimi tekočinami, med drugim z medom, biopolimeri, optično smolo in tekočimi kovinami. Pomembno je, da ti valovi ne potujejo skozi kapljico, kar pomeni, da se lahko tiska tudi z občutljivimi biološkimi snovmi, kot so žive celice ali proteini, so navedli na spletni strani univerze v Harvardu.

Ena izmed avtoric raziskave Jennifer Lewis je povedala, da je tehnika, ki so jo poimenovali zvočnoforetično tiskanje, že uporabna za farmacevtsko industrijo. "Verjamemo pa, da bo postala pomembna za številne panoge," je povedala. Uporabnost je po besedah znanstvenikov brezmejna.

Dostop do originalnega znanstvenega članka: http://advances.sciencemag.org/content/4/8/eaat1659