خبر کامل
چاپ سه‌بعدی فوق دقیق با نازل‌های زیستی پشه: دقت ۲۰ میکرون
نوآوری خیره‌کننده: چاپ سه‌بعدی با نازل‌های زیستی پشه
تیمی مشترک از محققان دانشگاه مک‌گیل و دانشگاه درکسل موفق به دستیابی به یک پیشرفت چشمگیر در حوزه چاپ سه‌بعدی شده‌اند. این تیم توانسته است لوله‌های تغذیه ماده در پشه‌های ماده را به نازل‌هایی برای چاپ سه‌بعدی با دقت فوق‌العاده تبدیل کند. این روش انقلابی، امکان قرار دادن مواد با دقتی بسیار بالا و ایجاد خطوطی به عرض تنها ۲۰ میکرون را فراهم می‌آورد؛ ابعادی که حتی از یک گلبول سفید نیز کوچک‌تر است.
این دستاورد مرزهای فعلی چاپ سه‌بعدی را جابه‌جا می‌کند، زیرا نازل‌های تجاری متداول فاقد توانایی ایجاد چنین جزئیات ظریفی هستند. محققان بر این باورند که این تکنیک می‌تواند به‌ویژه در زمینه‌های پزشکی و زیست‌فناوری، تحولی عظیم ایجاد کند.
«نکروپرینتینگ»: چاپ با بهره‌گیری از ساختار زیستی
تکنیک جدید، که محققان آن را «نکروپرینتینگ» نامیده‌اند، از یک ساختار بیولوژیکی غیرزنده به‌عنوان ابزار چاپ استفاده می‌کند. بخش تغذیه‌ای پشه برخلاف نازل‌های معمولی، برای نفوذ دقیق و انتقال مایع بهینه شده است و به‌طور طبیعی از انسداد و اعمال فشار بیش از حد جلوگیری می‌کند. همین ویژگی‌ها آن را برای قرار دادن کنترل‌شده مواد در مقیاس میکرو ایده‌آل می‌سازد.
جیانیو لی، استاد دانشگاه مک‌گیل و یکی از نویسندگان این مقاله، اظهار می‌دارد: «نازل‌های با دقت بالا معمولاً از فلز یا شیشه ساخته می‌شوند که تولید آنها گران، دشوار و همراه با ضایعات و مشکلات بهداشتی است.»
برای انجام این تحقیق، لوله‌های تغذیه پشه‌ها از کلونی‌های آزمایشگاهی با تاییدیه اخلاقی در دانشگاه درکسل جمع‌آوری شدند. این لوله‌ها با دقت زیر میکروسکوپ جداسازی شده و با استفاده از رزین به نوک پلاستیکی نازل‌های استاندارد متصل گردیدند. پس از نصب، بخش تغذیه پشه به خروجی نهایی چاپگر تبدیل شد و مواد از طریق این سوزن زیستی جریان یافتند.
چاپ میکروسکوپی و پتانسیل کاربردها
محققان نازل‌های مبتنی بر پشه را تحت شرایط کنترل‌شده آزمایش کردند تا ویژگی‌هایی نظیر هندسه، مقاومت و حد فشار آنها را اندازه‌گیری کنند. سپس این نازل‌ها در یک سیستم چاپ سه‌بعدی سفارشی نصب شدند و با موفقیت شکل‌های پیچیده‌ای را چاپ کردند که شامل:
- الگوهای شانه عسل
- برگ افرا
- اسکافولد‌های کوچک زیستی
برخی از این اسکافولد‌های زیستی چاپ شده حتی توانستند سلول‌های حساس نظیر سلول‌های سرطانی و گلبول‌های قرمز را بدون آسیب دیدن، در خود جای دهند. این قابلیت، کاربرد مستقیم این فناوری در مهندسی بافت و چاپ ژل‌های حاوی سلول را نشان می‌دهد.
چانگ‌هونگ کائو، استاد دانشگاه مک‌گیل، می‌گوید: «نازل‌های پشه به ما اجازه می‌دهند ساختارهای بسیار کوچک و دقیقی ایجاد کنیم که تولید آنها با ابزارهای سنتی دشوار یا بسیار پرهزینه است. از آنجا که این نازل‌ها زیست‌تخریب‌پذیر هستند، می‌توان از موادی که معمولاً دور ریخته می‌شوند، استفاده کرد.»
علاوه بر کاربردهای پزشکی، محققان پتانسیل استفاده از این فناوری در دستکاری قطعات حساس نیمه‌هادی و قرار دادن مواد در مقیاس میکرو را نیز مطرح کرده‌اند.
پایداری و آینده میکرومهندسی
این تحقیق بر پایه مطالعات پیشین در زمینه الهام‌گیری از ساختار پشه انجام شده است. محققان دریافتند که بخش تغذیه پشه می‌تواند چرخه‌های مکرر چاپ را تحمل کند، مشروط بر اینکه فشارها در محدوده ایمن باقی بمانند. با رعایت نکات مربوط به تمیز کردن و نگهداری، نازل می‌تواند بارها مورد استفاده قرار گیرد.
لی می‌افزاید: «با معرفی مواد زیستی به‌عنوان جایگزین‌های قابل اعتماد برای قطعات مهندسی پیچیده، این تحقیق مسیر نوآوری پایدار در تولید پیشرفته و میکرومهندسی را هموار می‌کند.»
این مطالعه مهم در نشریه معتبر Science Advances منتشر شده است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
