Новые технологииФизика

«Акустические голограммы»: ученые собирают материю, используя звуковые волны для 3D-печати

Ученые создали «акустические голограммы», которые могут собирать материю в трехмерные объекты, используя только звук. Этот метод работает с различными типами частиц и даже с живыми клетками, что позволяет использовать новый вид 3D-печати, быстрый и бесконтактный.

Звук существует в виде волн давления, движущихся в среде, такой как воздух или вода. Волны могут оказывать давление на поверхности, о которые они ударяются, хотя эта сила настолько мала, что мы обычно замечаем ее воздействие только на наши барабанные перепонки.

Но ученые экспериментировали с манипулированием высокочастотным ультразвуком, чтобы левитировать небольшие объекты, создавать сложные звуковые ландшафты или добавлять осязание к видимым голограммам.

В новом исследовании ученые из университета Макса Планка и Гейдельбергского университета изучили новое применение ультразвука — точное перемещение крошечных строительных блоков для сборки трехмерных объектов.

Они использовали напечатанные на 3D-принтере пластины, которые были специально разработаны для создания определенного звукового поля. Комбинируя несколько таких пластин с разным дизайном, можно создать акустическую голограмму определенной трехмерной формы.

Это работает как невидимая форма — когда ультразвуковая голограмма применяется к частицам, взвешенным в жидкости, волны давления действуют с разной силой в разных областях, пока частицы не объединятся в точную желаемую трехмерную форму. В ходе испытаний команда смогла создать такие формы, как голубь, восьмерка и спираль, используя такие материалы, как стеклянные бусины, гидрогель и даже биологические клетки.

У такой техники есть несколько потенциальных преимуществ. Она может быть быстрее и эффективнее, поскольку печать выполняется за один шаг, а не слой за слоем, как при обычной 3D-печати.

А поскольку к частицам не нужно прикасаться физически, воздействие на биологические клетки мягче, что может сделать их идеальными для создания тканей и органов.

«Это может быть очень полезно для биопечати», — сказал Пер Фишер, автор исследования. «Используемые там клетки особенно чувствительны к окружающей среде во время процесса».

Исследователи говорят, что в будущем можно будет изучить способы улучшения техники, включая использование большего количества пластин с голограммами, более высоких частот ультразвука и различных материалов.

Источник
Science AdvancesMax Planck Institute
Показать больше
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Back to top button