ایجاد اشیا ۳ بعدی با استفاده از صدا

دانشمندان موسسه تحقیقات پزشکی «ماکس پلانک» و دانشگاه «هایدلبرگ»، فناوری جدیدی را برای مونتاژ مواد به صورت سه بعدی ایجاد کرده‌اند.

کد خبر: ۵۸۹۳۴۸

تاریخ: ۰۳ اسفند ۱۴۰۱ - ۰۸:۴۸

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی او، محققان در یک بیانیه مطبوعاتی، مفهومی را توصیف کردند که از هولوگرام‌های صوتی متعدد برای تولید میدان‌های فشاری استفاده می‌کند که با آن می‌توان ذرات جامد، دانه‌های ژل و حتی سلول‌های بیولوژیکی را به صورت چاپ سه بعدی ایجاد کرد. این نتایج راه را برای ایجاد تکنیک‌های جدید کشت سلولی با کمک فناوری چاپ ۳ بعدی با کاربرد در مهندسی زیست پزشکی هموار می‌کند.

چاپ سه بعدی امکان ساخت قطعات پیچیده از مواد کاربردی یا بیولوژیکی را فراهم می‌کند. چاپ سه‌بعدی معمولی می‌تواند فرآیندی کند باشد که در آن اشیا در یک خط یا یک لایه در یک زمان خاص ساخته می‌شوند. اکنون محققان نشان داده‌اند که چگونه می‌توان با استفاده از بلوک‌های ساختمانی کوچک، یک شی سه بعدی را تنها در یک مرحله ایجاد کرد.

پروفسور «کای ملد» از دانشگاه هایدلبرگ و اولین نویسنده این مطالعه گفت: ما توانستیم با استفاده از امواج فراصوت شکل‌دار، ریزذرات را در یک جسم سه‌بعدی در یک مرحله مونتاژ کنیم. این امر می‌تواند برای چاپ زیستی بسیار مفید باشد. سلول‌های مورد استفاده در آنجا به‌ ویژه در طول فرآیند به محیط حساس هستند.

روش مونتاژ

امواج صوتی بر ماده نیرو وارد می‌کنند. با استفاده از امواج فراصوت با فرکانس بالا که برای گوش انسان قابل شنیدن نیست، می‌توان طول موج‌ها را تا زیر یک میلی متر درآورد تا محققان از آن برای دستکاری بلوک‌های ساختمانی بسیار کوچک مانند سلول‌های بیولوژیکی استفاده کنند. محققان در مطالعات قبلی خود نشان دادند که چگونه با استفاده از هولوگرام‌های آکوستیک(صفحات چاپ شده با فناوری چاپ سه‌بعدی) که برای رمزگذاری یک میدان صوتی خاص مفید هستند، امواج فراصوت را تشکیل دهند. آنها نشان دادند که این میدان‌های صوتی می‌توانند برای مونتاژ مواد در الگوهای دو بعدی استفاده شوند. بر اساس آن مطالعه، دانشمندان در این یافته‌ها یک مفهوم ساخت جدید ابداع کردند.

محققان این مطالعه در این مطالعه جدید خود توانستند مفهوم خود را یک گام جلوتر ببرند. آنها ذرات و سلول‌هایی را که آزادانه در آب شناور هستند جذب می‌کنند و آنها را به شکل‌های سه‌بعدی جمع می‌کنند. علاوه بر این، محققان در روش جدید با مواد مختلفی از جمله دانه‌های شیشه یا هیدروژل و سلول‌های بیولوژیکی کار می‌کنند.

کای ملد در ادامه افزود: ایده مهم استفاده از هولوگرام‌های صوتی متعدد و تشکیل یک میدان ترکیبی بود که بتواند ذرات را بگیرد.

دانشمندان بر این باورند که فناوری آنها یک پلتفرم امیدوار کننده برای تشکیل کشت سلولی و بافت به صورت سه بعدی است. مزیت امواج فراصوت این است که برای استفاده از سلول‌های بیولوژیکی مناسب است و می‌تواند به عمق بافت نفوذ کند. به این ترتیب امواج فراصوت می‌تواند سلول‌ها را از راه دور و بدون آسیب رساندن به آنها اصلاح کند.