Звук раздвигает горизонты печати

В Гарвардском университете разработан новый метод печати, использующий звуковые волны для получения капель таких жидкостей, состав и вязкость которых прежде делали их неприемлемыми для применения в струйных принтерах.

Такие устройства могут работать только с жидкостями, вязкость которых примерно в 10 раз больше, чем у воды, но многие перспективные биополимеры или клеточные растворы превосходят воду по вязкости в 100 и более раз (мёд имеет вязкость в 25 тыс. раз выше, чем вода).

Кроме того, вязкость таких жидкостей имеет тенденцию зависеть от температуры и состава, что делает оптимизацию параметров печати ещё более сложной задачей.

Для того, чтобы сделать систему печати инвариантной к вязкости и прочим параметрам жидкостей, исследователи обратились к акустическим волнам. Они построили субволновой акустический резонатор, способный генерировать акустическое поле, которое порождает на срезе сопла головки принтера силу отрыва капли, в 100 раз превосходящую силу тяготения.

Эта сила отделяет каплю, при достижении той требуемого размера, и выбрасывает её по направлению к поверхности, на которую выполняется печать. Чем выше амплитуда звуковых волн, тем меньше размер капли, безотносительно к вязкости жидкости.

Авторы проверили свою технику акустофоретической печати на самых разнообразных материалах, от мёда и чернил из стволовых клеток, до биополимеров, оптических смол и даже жидких металлов. Особенно важно, что звуковые волны не попадают в саму каплю, то есть не могут разрушать даже высокочувствительное биологическое содержимое, например, живые клетки или белки.

Эта технология представлена в журнале Science Advances. Она делает возможным получение по требованию печатным способом множества новых биофармацевтических, косметических, пищевых материалов, а также улучшенных электрических и оптических проводников.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365