دانشمندان آلمانی فناوری جدیدی ایجاد کرده اند که به آنها کمک می کند اشیاء سه بعدی را با امواج صوتی چاپ کنند.
به گزارش تکناک، این طرح با استفاده از چندین هولوگرام صوتی، میدانهای فشار ایجاد میکند که میتوان از آن برای چاپ ذرات جامد، دانههای ژل و حتی سلولهای زنده استفاده کرد.
کای ملد، محقق و نویسنده این مطالعه گفت: ما توانستیم با استفاده از امواج فراصوت شکل، ریزذرات را در یک جسم سه بعدی و به یکباره مونتاژ کنیم.
پیر فیشر، استاد دانشگاه هایدلبرگ، افزود: این می تواند برای چاپ زیستی بسیار مفید باشد. سلول های مورد استفاده در آنجا به ویژه در طول فرآیند به محیط حساس هستند.
با استفاده از مواد کاربردی یا بیولوژیکی، تکنیک های تولید افزودنی مانند چاپ سه بعدی امکان ایجاد قطعات پیچیده را فراهم می کند.
چاپ سه بعدی سنتی، که در آن یک خط یا لایه از هر ایتم در یک زمان مشخص ساخته می شوند، می تواند یک روش خسته کننده باشد. با این حال، محققان هایدلبرگ و توبینگن اکنون نشان دادهاند که چگونه میتوان یک شکل سهبعدی از قطعات کوچکتر در یک مرحله ساخت.
(B). تعداد هولوگرام های لازم و همچنین موقعیت و جهت گیری آنها نسبت به هدف به عنوان بخشی از فرآیند طراحی انتخاب می شود. هر هولوگرام روی یک مبدل اولتراسوند قرار می گیرد که یک موج صفحه را با فرکانس ثابت ساطع می کند.
(C) روال CGH نقشه های فاز بهینه را برای هر هولوگرام پیدا می کند.
(D) بازسازی دامنه فشار اولتراسوند که از منابع مبدل-هولوگرام (1، 2، و 3) نشأت میگیرد و به حجم 3 بعدی میتابد، نتایج خوبی را نشان میدهد، که در اینجا بهعنوان سطوح همسطح در 40 درصد فشار حداکثر نمایش داده میشود.
کشت و بافت سلولی سه بعدی
هر فردی که تا به حال کنسرت رفته باشد و امواج فشار بلندگو را تجربه کرده باشد می داند که امواج صوتی نیروها را بر ماده تحمیل می کند.
طول موج ها را می توان با استفاده از امواج فراصوت با فرکانس بالا که برای گوش انسان قابل شنیدن است به دامنه زیر میلیمتر و قلمرو میکروسکپی سوق داد و برای تأثیرگذاری بر قطعات ساختمانی بسیار کوچک از جمله سلول های بیولوژیکی استفاده کرد.
در تحقیقات قبلی، پیر فیشر و همکارانش نحوه ایجاد اولتراسوند را با استفاده از هولوگرامهای آکوستیک، که صفحات چاپ سهبعدی هستند و یک میدان صوتی خاص را کد میکنند، نشان دادند.
آنها نشان دادند که مواد ممکن است با استفاده از این میدان های صوتی به شکل الگوهای دو بعدی جمع شوند. دانشمندان با توجه به این موضوع یک مفهوم ساختگی ایجاد کردند.
ملد گفت: ایده مهم استفاده از هولوگرامهای صوتی متعدد با هم و تشکیل یک میدان ترکیبی بود که بتواند ذرات را بگیرد.
هاینر کرمر که این الگوریتم را برای بهینه سازی فیلدهای هولوگرام نوشته است، افزود: دیجیتالی کردن یک شی سه بعدی کامل در زمینه های هولوگرام اولتراسوند از نظر محاسباتی بسیار سخت است و ما را ملزم می کند تا یک روال محاسباتی جدید ارائه دهیم.
محققان ادعا می کنند که رویکرد آنها یک پایه بالقوه برای توسعه کشت و بافت سلولی سه بعدی است.
