Ботанчик
Исследователи говорят, что использование деталей, свободно встречающихся в природе, может помочь демократизировать 3D-печать
Хоботок комара (изображение головы одного насекомого в сканирующий электронный микроскоп) используется для прокалывания кожи. Он также идеально подходит для точной 3D-печати.
Хоботок комара — длинный тонкий наконечник, который прокалывает кожу, — является отличной насадкой для точной 3D-печати. Уникальная геометрия и механика хоботка делают его хорошо подходящим для этой задачи, сообщают исследователи в журнале Science Advances от 21 ноября
Ученые называют это “трехмерной некропечатью”. Этот термин происходит из некроботики, области, которая использует части тела животных в высокотехнологичных машинах - например, паучьи лапы, переделанные в роботизированные захваты. Используя хоботок в качестве насадки, инженер-механик Чанхун Цао и его коллеги смогли напечатать линии толщиной до 20 микрометров, или примерно половину толщины человеческого волоса. Это позволило им печатать в сложном масштабе.
Дэниел Престон, инженер-механик из Университета Райса в Хьюстоне, который не принимал участия в исследовании, говорит, что раздаточные устройства могут быть дорогими и сложными в изготовлении. По его словам, использование деталей, которые уже созданы природой, может помочь “демократизировать” 3D-печать, “снижая затраты и устраняя барьеры для входа”.
Команда Цао проанализировала множество биологических частей, встречающихся в природе, включая жала, клыки и гарпуны, которые могли бы стать альтернативой насадке для печати, и сосредоточилась на хоботке самки комара Aedes aegypti. Этот орган относительно прямой, имеет внутренний диаметр от 10 до 20 микрометров и может выдерживать давление чернил, которые проталкиваются через него.
Первоначальный план исследователей состоял в том, чтобы поместить хоботок в 3D-принтер, который они могли бы купить на рынке. “Но оказалось, что давление, необходимое для [биологической части], может быть слишком высоким для коммерческих принтеров”, - говорит Као из Университета Макгилла в Монреале. Вместо этого они сконструировали принтер вокруг хоботка комара, покрыли его трехмерной смолой для дополнительной устойчивости и прикрепили к специально разработанному наконечнику, чтобы образовать непрерывный канал для прохождения чернил.
Чтобы продемонстрировать возможности necrobotic tip, команда напечатала форму пчелиных сот, контур кленового листа и каркас для хранения образцов биологических клеток - все это из коммерчески доступного материала bioink.
“Этот биологический образец, полученный из природы, намного лучше, чем искусственный материал”, - говорит соавтор исследования Цзяньюй Ли, инженер по биоматериалам из McGill. Лучшие из имеющихся в продаже насадок-дозаторов имеют внутренний диаметр от 35 до 40 микрометров, что в два раза больше, чем у насадки с комариным хоботком.
Замена инженерных компонентов биотическими компонентами также повышает экологичность современной микроинженерии. “Я с нетерпением жду, когда другие биотические материалы будут использованы в процессе 3D-печати, чтобы обеспечить новые возможности”, - говорит Престон.
Ли хотел бы использовать хоботок комара в биомедицинских целях. Его лаборатория заинтересована в разработке решений для доставки лекарств с использованием хоботка в качестве микроиглы.
Новости
источник
Комментариев нет:
Отправить комментарий