الفيزياء

الطباعة باستخدام الصوت

أعلنت جامعة هارفارد أن باحثيها قد قاموا بتطوير طريقة لطباعة الأشياء باستخدام الصوت. تسمى هذه الطريقة ب "الطباعة الصوتية". يمكن استخدام هذه الطباعة بتصنيع العديد من المستحضرات الصيدلانية الحيوية ومستحضرات التجميل والمواد الغذائية وتوسيع مجال المواد البصرية الموصلة وفقًا لتقرير صادر في 31 أغسطس 2018.

أصبحت الطباعة بالسائل شائعة بفضل الطابعة النافثة للحبر، ولكن ماذا لو كنت ترغب في طباعة الخلايا الحية أو المواد البيولوجية الأخرى؟ ماذا لو كنت تريد طباعة المعدن السائل مثلًا؟

لا يزال من المبكر الحديث عن ذلك في المرحلة التجريبية من العملية. أعلن فريق العلماء في جامعة هارفارد عن وجود تقدم كبير في إنشاء حقول الصوت التي يمكنها سحب المواد اللزجة كالمعادن السائلة والعسل والخلايا الحية من فوهة الطابعة تمامًا كما تفعل طابعات الحبر.

تتمّ عمليّة تنقيط السوائل باستخدام الجاذبية. تعتمد مدى السرعة أو التقطير في كثير من الأحيان على لزوجة السائل وسمكه ومقاومته لإجهاد الشد. يُعتبر الماء على سبيل المثال أقل لزوجة بكثير من شراب الذرة، كما أنّ شراب الذرة أقل لزوجة بكثير من العسل.

كلما كان السائل أكثر لزوجة كلما طالت المدة التي تحتاجها الجاذبية لإنتاج قطرة واحدة. تستخدم أنظمة الطباعة مثل الطباعة بنفث الحبر طريقة القطرة لنقل مادة سائلة إلى وسيط آخر مثل الورق، وكلما كانت المادة أكثر لزوجة كلما كان من الصعب التحكّم بالطباعة.

يقول دانييلي فوريستي الباحث المشارك في علوم المواد والهندسة الميكانيكية في جامعة هارفارد: "نهدف لتطوير نظام طباعة مستقل عن الخواص المادية للسائل".

بدأ فوريستي وزملاؤه من الباحثين بتجربة ضغط الموجات الصوتية على السوائل. قام الباحثون ببناء "رنان صوتي ذا طول موجي فرعي" مصمم لإنتاج مجالات صوتية يتمّ التحكّم بها بشكل جيّد، وتزيد من الجاذبية النسبية في فوهة الطباعة. تمكن الباحثون وفقًا للبيان من توليد قوى سحب أكبر ب 100 مرة من قوى الجاذبية العادية (1G)  وأكثر من أربعة أضعاف جاذبية الشمس. يتم تحديد حجم القطرة من خلال سعة الموجة الصوتية، فكلما كانت السعة أكبر كلما انخفض القطر.

يقول فورستي "تقوم الفكرة على توليد حقل صوتي يفصل قطرات صغيرة من الفوهة".

تم استخدام مجموعة واسعة من المواد لاختبار طريقة الطباعة الجديدة بما في ذلك العسل والخلايا الجذعية والبوليمرات الحيوية والمعادن السائلة. إن استخدام الصوت لإنشاء قطرات لن يؤذي المادة نفسها وهو أمر مهم للطباعة باستخدام الخلايا الحية نظرًا لأن الموجات الصوتية لا تمرعبر المواد.

تقول الدكتورة جنيفر لويس وهي أستاذة الهندسة في جامعة هارفارد: "يجب أن يكون لهذه التكنولوجيا تأثيرًا مباشرًا على صناعة الأدوية. نعتقد أن هذا الاكتشاف هو بمثابة بداية مهمة للصناعات المتعددة"..

 

 

المصدر

النشرة البريدية

الرجاء تعبئة التفاصيل ادناه لتلقي نشرتنا البريدية