Учёные изобрели способ печати при помощи звука

Группа исследователей из Швейцарии и США открыла способ капельной печати при помощи звуковых волн, который – как они утверждают – может являться более универсальным, чем струйная или электродинамическая печать. Изобретение может быть полезно в пищевой промышленности, инженерии и биологических исследованиях.

«Капельные методы печати используются во многих сферах – от создания биологических микромассивов до аддитивного производства. Однако наиболее распространённые подходы – струйная и электрогидродинамическая печать – пригодны для применения только в случае материалов соответственно с низкой вязкостью или конкретными электромагнитными свойствами. И хотя акустофоретические силы в воздухе не зависят от используемого материала, обычно они слабы, и для печати материалов с их помощью нужны особые методики. Мы представляем способ печати при помощи акустических сил, который позволяет производить контролируемое формирование образца из ряда мягких материалов – в том числе из Ньютоновских жидкостей с диапазоном вязкостей более чем в четыре порядка (от 0,5 до 25 000 мПа*с) и суспензий. Используя акустические свойства оптического резонатора Фабри – Перо, мы сгенерировали локализованную и контролируемую акустофоретическую силу, которая может на два порядка превышать силу тяготения для того, чтобы получать капли с объёмом от нанолитров до микролитров. Гибкость [технологии] акустофоретической печати была продемонстрирована на опытах с пищевыми субстанциями, прозрачной смолой, жидкими металлами и биологическими матрицами, несущими клетки – из этих материалов были получены заданные композиции», — говорится в кратком изложении исследования, опубликованном на научном портале Science Advances 31 августа.

Резонатор создаёт стоячую звуковую волну, которая воздействует на «чернила» (которыми, напомним, могут быть самые разные материалы – от мёда до жидкого металла). Меняя частоту колебаний, можно менять размеры капель и таким способом управлять формированием узора, получаемого при перемещении подвижного сопла.