Para peneliti dari Sekolah Teknik dan Sains Terapan (SEAS) John A Paulsen dari Universitas Harvard di Massachusetts, telah menciptakan teknik pencetakan 3D akustik yang menggunakan gelombang suara untuk membentuk tetesan berbagai cairan kental ke dalam struktur yang dibuat secara khusus.
Banyak sekali tinta
Inkjet 3D printing menggunakan tetesan cairan cairan dari mikroliter-ke-nanoliter volume untuk membentuk padatan; Namun, proses ini terbatas pada tinta viskositas rendah yang kira-kira 10 hingga 100 kali lebih tinggi dari viskositas air, menurut penelitian. Ini mengesampingkan kemampuan pencetakan 3D biopolimer vital dan tinta yang dipenuhi sel yang digunakan dalam biofarmasi dan bioprinting 3D serta biopolimer berbasis gula, seperti madu, yang 25.000 kali lebih kental daripada air.
Selain itu, penelitian telah menunjukkan bahwa cairan kental berubah secara dramatis dengan suhu dan komposisi, sehingga lebih sulit untuk mengoptimalkan parameter pencetakan untuk mengontrol ukuran tetesan.
Untuk mengaktifkan eksperimen "segudang bahan", tim peneliti SEAS membangun resonator akustik subwavelength yang mampu menghasilkan bidang akustik yang sangat terbatas yang dapat menciptakan gaya tarik melebihi "100 kali gaya gravitasi normal (1G) di ujung nosel printer - empat kali gaya gravitasi di permukaan matahari. "
Tetes demi tetes
Para peneliti menguji proses pencetakan 3D acoustophoretic pada berbagai bahan, termasuk madu untuk tinta sel induk, solusi kolagen sel-saden, perekat optik UV-curable, dan logam cair. Kekuatan yang dapat dikontrol dari resonator kustom menarik setiap tetesan off dari "kepala pencetakan acoustophoretic" dengan radius tertentu dari 800μm ke kurang dari 65μm nozzle, dan mengeluarkannya ke arah target pencetakan.
Semakin tinggi amplitudo gelombang suara, semakin kecil ukuran tetesan, terlepas dari viskositas cairan, para peneliti menemukan. Selain itu, karena gelombang suara tidak dapat ditularkan melalui tetesan, para peneliti percaya bahwa metode ini aman untuk digunakan dengan vektor biologis sensitif. seperti sel hidup atau protein.
"Teknologi kami harus memiliki dampak langsung pada industri farmasi," kata Jennifer Lewis, Penulis Senior dari makalah dan Profesor Hansjorg Wyss tentang Teknik Terilmuasi Biologis di SEAS. "Tapi kami percaya ini akan menjadi platform penting bagi banyak industri."
