Звуковые волны позволят печатать медом

Разработанная в Гарвардском университете методика позволит использовать для струйной печати очень вязкие материалы — например, мед, чернила на основе стволовых клеток и даже жидкий металл. Для этого инженеры используют звуковые волны, которые позволяют формировать каплю чернил и оторвать ее от жидкости с силой, в 100 раз превышающей земную силу тяжести. Статья с описанием принципов нового метода опубликована на страница Science Advances.

Как правило, при струйной печати капли чернил образуются и отделяются от основной массы благодаря одной лишь силе тяжести. Это удобно, поскольку не требует никакого дополнительного оборудования для того, чтобы отделять капли, однако сильно ограничивает диапазон материалов, которые можно использовать в качестве чернил. Основным ограничивающим фактором в этом случае становится вязкость материала. Сейчас для струйной печати используются чернила с вязкостью в 10-100 раз выше вязкости воды.

Чтобы преодолеть этот лимит, инженеры из США и Швейцарии решили использовать звуковые волны для того, чтобы контролируемо формировать каплю чернил и позволить ей оторваться от направляющего аппарата в нужное время. «Идея состоит в том, чтобы создать такое акустическое поле, которое точно отделит крошечные капли от направляющего аппарата, подобно тому, как садоводы собирают яблоки», — комментирует один из авторов исследования Даниэле Форести.

В установке ученые использовали резонатор Фабри—Перо, который представляет собой два соосных обращенных друг к другу отражателя. Резонатор создает стоячую волну, которая формирует капли вязкой жидкости. Далее под действием силы тяжести и силы, формируемой звуковыми волнами, капли отделяются от направляющего аппарата и падают на основу. Результирующая сила может на два порядка превышать силу тяжести. Чтобы продемонстрировать работоспособность метода, инженеры использовали чернила из этиленгликоля, меда, глицерина и других вязких материалов. Кроме того, они продемонстрировали, что с помощью предложенного метода можно печатать и в 3D.

По словам исследователей, в первую очередь метод может быть интересен фармацевтическим компаниям, для которых актуальна печать при помощи чернил на основе стволовых клеток. Он может пригодиться и в других областях человеческой деятельности, связанных с вязкими жидкостями.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.