پشهها تبدیل به چاپگر سهبعدی میشوند
تیمی از دانشگاه مکگیل و دانشگاه درکسل موفق شدهاند لولههای تغذیه ماده در پشههای ماده را به نازلهایی برای چاپ سهبعدی با دقت فوقالعاده تبدیل کنند. این روش امکان قرار دادن مواد با دقت بسیار بالا و عرض خطوطی به اندازه ۲۰ میکرون را فراهم میکند؛ ابعادی کمی کوچکتر از یک گلبول سفید.
به گزارش interesting engineering، به گفته محققان این دستاورد محدودیتهای فعلی چاپ سهبعدی را جابهجا میکند، زیرا نازلهای تجاری معمولی توانایی ایجاد چنین جزئیاتی را ندارند. آنها معتقدند که این روش میتواند بهویژه در زمینههای پزشکی و زیستفناوری تحولآفرین باشد.
چاپ با استفاده از زیستشناسی
تکنیک جدید که چاپ سهبعدی نکروپرینتینگ نامیده شده از یک ساختار بیولوژیکی غیرزنده بهعنوان ابزار چاپ استفاده میکند. برخلاف نازلهای معمولی، بخش تغذیهای پشه برای نفوذ دقیق و انتقال مایع بهینه شده و از انسداد و فشار بیش از حد جلوگیری میکند بنابراین برای قرار دادن کنترلشده مواد ایدهآل است.
جیانیو لی، استاد دانشگاه مکگیل و یکی از نویسندگان مقاله میگوید: نازلهای با دقت بالا معمولاً از فلز یا شیشه ساخته میشوند که تولید آنها گران، دشوار و همراه با ضایعات و مشکلات بهداشتی است.
برای این تحقیق لولههای تغذیه پشهها از کلونیهای آزمایشگاهی مورد تایید اخلاقی در دانشگاه درکسل برداشت شد. این لولهها تحت میکروسکوپ جدا و با رزین به نوک پلاستیکی نازلهای استاندارد متصل شدند. پس از نصب، بخش تغذیه پشه به خروجی نهایی چاپگر تبدیل شد و مواد از طریق این سوزن زیستی جریان یافت.
چاپ میکروسکوپی و کاربردهای آن
محققان نازلهای مبتنی بر پشه را تحت شرایط کنترلشده آزمایش کردند و ویژگیهایی مانند هندسه، مقاومت و حد فشار آنها را اندازهگیری نمودند. سپس این نازلها در سیستم چاپ سهبعدی سفارشی نصب شدند و شکلهای پیچیدهای مانند الگوهای شانه عسل، برگ افرا و اسکافولدهای کوچک زیستی چاپ شد. برخی از این اسکافولدها حتی توانستند سلولهای سرطانی و گلبولهای قرمز را بدون آسیب دیدن در خود جای دهند.
چانگهونگ کائو، استاد دانشگاه مکگیل و یکی دیگر از نویسندگان مقاله میگوید: نازلهای پشه اجازه میدهند ساختارهای بسیار کوچک و دقیقی ایجاد کنیم که تولید آنها با ابزارهای سنتی دشوار یا بسیار پرهزینه است. از آنجا که این نازلها زیستتخریبپذیر هستند، میتوان از موادی که معمولاً دور ریخته میشوند، استفاده کرد.
این روش میتواند در مهندسی بافت چاپ ژلهای حاوی سلول و قرار دادن مواد در مقیاس میکرو مورد استفاده قرار گیرد. همچنین محققان پتانسیل کاربرد این فناوری در دستکاری قطعات حساس نیمههادی را نیز مطرح کردهاند.
پتانسیل طراحی پایدار
این تحقیق بر پایه مطالعات پیشین درباره الهامگیری از ساختار پشه انجام شده است. جاستین پومای، دانشجوی فارغالتحصیل هدایت این پروژه را بر عهده داشت و تحقیقات قبلی او در زمینه استفاده بیومیمتیک از آناتومی پشه مسیر این پروژه را شکل داد. همکاریهای بین دانشگاهها و مشورت با محققان دانشگاه درکسل نیز ایده استفاده از لولههای تغذیه پشه بهعنوان ابزار چاپ را تقویت کرد.
کائو میگوید: ما دریافتیم که بخش تغذیه پشه میتواند چرخههای مکرر چاپ را تحمل کند مشروط بر اینکه فشارها در محدوده ایمن باقی بمانند. با رعایت نکات مربوط به تمیز کردن و نگهداری، میتوان نازل را بارها استفاده کرد.
لی میافزاید: با معرفی مواد زیستی بهعنوان جایگزینهای قابل اعتماد برای قطعات مهندسی پیچیده این تحقیق مسیر نوآوری پایدار در تولید پیشرفته و میکرومهندسی را هموار میکند.
این مطالعه در نشریه Science Advances منتشر شده است.
انتهای پیام/
