Гелевый каркас позволил напечатать уникальные объекты
Команда исследователей из Университета Флориды разработала технологию печати объектов внутри чувствительного гранулированного геля, изготовленного из полимера акриловой кислоты. В своей научной работе, опубликованной журналом Science Advances, учёные описывают методы и широкий спектр предметов, которые им удалось таким образом получить.
Трёхмерная печать за короткое время прошла долгий путь: в настоящее время объекты с её помощью создаются по всему миру, причём подчас самые невообразимые. Однако, несмотря на успех технологии, у неё всё ещё остаются свои недостатки: например, объекты, в особенности гибкие, могут деформироваться прямо во время печати.
Чтобы обойти эту проблему, исследователи под руководством Томаса Анджелини (Thomas Angelini) экспериментировали с каркасами и гелями. Жёсткие каркасы сильно ограничены в своём применении, при этом гели могут быть использованы практически неограниченным количеством способов. Они работают, удерживая объект неподвижным в тот момент, когда он находится в печати. На сей раз учёные усовершенствовали процесс до такой степени, что он позволил напечатать объекты с очень тонкими стенками и даже в виде разветвлённых сетей.
Команда использовала присутствующий в продаже гель, изготовленный из сфер диаметром около 7 мкм. Это придало печати дополнительную точность (исследователи говорят, что по консистенции данный гель похож на гель для мытья рук).
Чтобы напечатать объект, гель выливают в контейнер. Затем головка принтера в виде иглы опускается в гель и выпускает чернила (из полимеров или других материалов). Чернила жидкие, но, попадая в гель, они сразу же затвердевают. Принтер перемещает головку до тех пор, пока печать объекта не закончится. После завершения работы объект извлекается из геля и очищается от его остатков.
Исследователи полагают, что в будущем данная методика может быть использована для печати сложных электронных компонентов, или, что ещё важнее, для изготовления живой ткани и искусственных органов с кровеносными сосудами.
Учёные уже опробовали технологию для печати материала из живых клеток, в том числе клеток кровеносных сосудов человека и почки собаки. Исследователи также использовали силикон, гидрогель и другие полимеры для изготовления копии мозга, основываясь на детальных изображениях мозга Анджелини.