哈佛开发“万能”声波打印技术 从生物材料到液态金属通通不在话下

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(图源:ScienceDaily)

在acoustophoretic印刷中,声波会产生有一种可控制的力量,当液滴达到特定尺寸时,它会将每一滴液滴拉下来,并将其射向打印目标——就像从树上摘苹果7一样。

哈佛大学的研究人员开发了有一种新的打印法律法律依据,利用声波从氢气中产生液滴,有一种氢气的成分和粘度范围之大前所未有。

这项技术最终不都还后能 制科学科学发明一些新的生物制药、化妆品和食品,并扩大光学和导电材料的由于性。

“通过利用声音的力量,朋友创造了一项新的技术,使无数的材料能通过按需滴定的法律法律依据印刷出来,” 哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学是院的詹妮弗·刘易斯(Jennifer Lewis)说,她也是论文的资深作者。

刘易斯也是Wyss生物工程学院的核心教员。这项研究发表在《科学进展》杂志上。

液滴在一些应用中被使用,从在纸上印刷油墨到制造用于药物输送的微胶囊。

喷墨打印是最常用的技术,用于让液滴形成图案,但它只适用于粘性为宜10倍于水的氢气。

然而,一些研究人员感兴趣的氢气要粘稠得多。

同类,生物聚合物和充满细胞的溶液对生物制药和心物打印至关重要,其粘度为宜是水的80倍。

一些以糖为基础的生物聚合物不都还后能 像蜂蜜一样粘稠,而蜂蜜的粘稠度是水的2.40万 倍。

哪些地方地方氢气的粘度也随着温度和成分的变化而急剧变化,使得优化印刷参数以控制液滴尺寸变得更加困难。

“朋友的目标是从图像中分离粘性,通过开发另4个打印系统独立于氢气的材料特征,”Daniele Foresti说,他是这篇论文的第一作者, Branco Weiss研究员、SEAS和Wyss研究所的材料科学与机械工程副研究员。

为了做到有一种点,研究人员转向声波。

由于重力的作用,任何氢气不都还后能 滴下——从水龙头滴出的水到长达另4个世纪的沥青滴漏实验。

有一种实验旨在证明物质的性质未必像看上去那样简单。一些物质看上去虽是氢气,但实际上是粘性极高的氢气,比如沥青,它在室温环境下流动带宽极为缓慢。

研究人员通过有一种实验估计,沥青的粘性为宜是水的800亿倍,为宜每十年才会滴落一滴。

但仅在重力作用下,液滴尺寸仍然很大,液滴带宽难以控制。

为了增强水滴的形成,研究小组依靠产生的声波。哪些地方地方压力波通常被用来对抗重力,就像声悬浮的情況一样。

现在,研究人员正在使用它们来辅助重力,将有一种新技术称为acoustophoretic printing。

研究人员建立了亚波长声共振器,不都还后能 产生另4个层厚封闭声场,由于在打印机喷嘴的上端的拉力超过正常重力的80倍 (1 G),这比太阳皮下组织的重力不都还后能 多四倍。

当液滴达到特定尺寸时,有一种可控制的力将每个液滴拉出,并将液滴射向印刷目标。

声波的振幅越高,液滴的大小就越小,与氢气的粘度无关。

“有一种想法是产生另4个声场,逐个地分离出喷嘴上的微小液滴,就像从树上摘苹果7一样。”Foresti说。

研究人员在从蜂蜜到干细胞墨水、生物聚合物、光学树脂甚至液态金属等多种材料上测试了有一种过程。

重要的是,声波不都还后能 通过液滴传播,这使得有一种法律法律依据即使在敏感的生物载体(如活细胞或蛋白质)中也不都还后能 安全使用。

刘易斯说:“朋友的技术应该会对制药业产生立竿见影的影响。但朋友相信,这将成为多个行业的重要平台。”

NSF的MRSEC项目主管Dan Finotello说:“这是战略战略合作研究广泛接触的另4个精妙而有影响力的例子。”

“作者开发了有一种新的印刷平台,使用声音,这与一些法律法律依据不同,是独立于材料特征的,日后提供了巨大的印刷通用性。应用空间是无限的。”

哈佛科技发展办公室由于保护了与有一种项目相关的知识产权,并正在探索商业化的由于。

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