Nowe badania pokazują, że innowacje w dziedzinie druku 3D nie mają końca. Nowa technika umożliwia "karmienie" nieożywionych obiektów żywą materią, dzięki czemu stają się one mocniejsze i bardziej elastyczne. Zespół naukowców z USC, Caltech i MIT opracował sposób na nasycenie tuszu do druku 3D żywą materią. Dzięki temu produkty stają się mocniejsze, bardziej elastyczne i zdolne do samoleczenia.

Praca, której głównym autorem jest Qiming Wang z USC, ukazała się 19 stycznia w czasopiśmie PNAS .

Innowacja w druku 3D z chloroplastami pobranymi ze szpinaku

Inspiracją dla badaczy był po części Popeye the Sailor, "który może wzmocnić swoje mięśnie jedząc szpinak", mówi Wang. "Teraz używamy innowacji naukowych, aby zrealizować naszą dziecięcą wyobraźnię", powiedział.

Zespół użył wirówki do wyodrębnienia chloroplastów ze szpinaku, następnie zmieszał chloroplasty szpinaku z nowo wynalezionym tuszem polimerowym do drukowania 3D, a następnie użył tego tuszu do drukowania struktur 3D.

Poprzez zastosowanie światła do obiektów drukowanych w 3D, stworzyli oni sposób generowania glukozy pochodzącej z roślin. Glukoza ta reaguje z polimerem, dzięki czemu materiał staje się mocniejszy.

Technika ta przypomina sposób, w jaki drzewa wykorzystują moc fotosyntezy do produkcji glukozy, która przekształca się w celulozę. Celuloza wzmacnia następnie strukturę komórek rośliny.

Wystarczy dodać światło i nacisnąć drukuj

Zastosowanie dwóch do czterech godzin naświetlania pozwala materiałowi na samowzmocnienie. Pod koniec procesu jest on sześciokrotnie silniejszy niż przed procesem. A ten efekt wzmocnienia - wywołany przez żywe chloroplasty - może być również tymczasowo zawieszony, poprzez zamrożenie materiału. Efekt wznawia się po powrocie do typowej temperatury pokojowej.

Nie przegap tej wyjątkowej astrologicznej okazji.

Czy ty zmęczony kręceniem kółek i nigdzie się nie wybiera?

Dobrze, jest powód. nie możesz dotrzeć tam, gdzie chcesz.

Mówiąc wprost, jesteś niezsynchronizowany : jesteś zestrojony z twoją konfiguracją astralną. I dopóki nie znajdziecie tego wyrównania, będziecie nadal doświadczać tego uczucia oporu.

Ale jest pewien rodzaj mapy, który może ci pomóc odzyskaj swoje wyrównanie .

Mapa, która nie tylko pomoże ci określ swój cel i potencjał , ale także ujawnienie kluczowych talentów i mocnych stron nawet nie wiedziałeś, że masz.

Pomyśl o tym jak o Twój osobisty plan do sukcesu i szczęścia: schemat, który pomoże ci przeżyć twoje najbardziej niesamowite życie. Dowiedz się więcej tutaj .

"Takie tymczasowe 'zachowanie zawieszające' nigdy nie zostało zademonstrowane w istniejących materiałach inżynieryjnych" - powiedział Wang.

Proces ten przypomina również sposób, w jaki drzewa stają się silniejsze pod wpływem nacisku. Gdy na gałęzi drzewa zawiesimy ciężar, gałąź ta stanie się znacznie silniejsza od sąsiednich gałęzi. Nazwa tego procesu to "mechanotransdukcja" i to samo zjawisko ma tu zastosowanie.

Następna innowacja druku 3D: dostosowywana podeszwa do trampek

Następnym krokiem zespołu jest wykorzystanie tej techniki do zaprojektowania niestandardowej, wydrukowanej w 3D podeszwy trampka, która formuje się do stopy danej osoby, z dostosowanym poziomem sztywności.

Według badaczy, takie nasycenie produktów "żywym materiałem" daje im również doskonałą zdolność do samonaprawy. Dzieje się tak za sprawą wytwarzanej w procesie fotosyntezy glukozy, która tworzy proces molekularny znany jako "sieciowanie". Jest to proces podobny do szwów stosowanych przez chirurgów. Ta zdolność do samonaprawy może pewnego dnia sprawdzić się również w śmigłach, dronach i innych urządzeniach.

"Ta praca otwiera drzwi do projektowania hybrydowych materiałów syntetyczno-życiowych" - piszą autorzy - "do zastosowań takich jak inteligentne kompozyty, lekkie struktury i miękka robotyka".

Ich badania to tylko jeden z przykładów na to, jak naukowcy w nowatorski sposób wykorzystują naturalne właściwości materii biologicznej. Europejscy badacze wykorzystują naturalny materiał występujący w muszlach morskich do leczenia pęknięć w budynkach. Właściwości samoregeneracyjne charakterystyczne dla tej techniki sprawiają, że jest ona niepodobna do niczego, co było możliwe przy użyciu konwencjonalnych materiałów.

Rewolucja w druku 3D trwa w najlepsze

Jak powszechnie przepowiadano, możliwości druku 3D wciąż rosną i przybierają coraz to bardziej nieoczekiwane formy. Podczas gdy rozdzielczość drukarek 3D jest coraz lepsza, a wybór materiałów coraz większy, proces ten staje się również coraz bardziej atrakcyjny. Na przykład, drukarka 3D Anycubic może teraz przynieść szybką rewolucję w produkcji 3D do Twojego domu za zaledwie kilka setek dolarów, zamówienieo wiele tańsze niż jeszcze kilka lat temu.

Cena ma znaczenie, ponieważ przyszłość druku 3D będzie prawdopodobnie kształtowana przez tych, którzy mogą sobie na niego pozwolić. Małe mieszkanie w małym mieście nie jest najbardziej prawdopodobnym środowiskiem do rozpoczęcia rewolucji, jednak przestrzenie dla twórców powstają w małych miastach na całym świecie. A model biznesowy gospodarki współdzielenia zachęca twórców do wyjścia z silosów i współpracy. Tak więc od laboratorium uniwersyteckiego do podmiejskiegopiwnicy, rozwój sytuacji, jak ten opisany tutaj, jest prawdopodobnie tylko małym przedsmakiem tego, co ma nadejść.

Inne najnowsze wiadomości z dziedziny nauki i psychologii:

• Aplikacja do walki z rakiem skóry o nazwie Sunface skutecznie przekonała brazylijskie nastolatki do stosowania większej ilości filtrów przeciwsłonecznych i ograniczenia opalania.
• Nowe badanie stwierdza negatywny związek między narcyzmem a sukcesem na platformie crowdsourcingowej Kickstarter, zwłaszcza w sztuce.
• Żaden dobry uczynek nie uchodzi bezkarnie, ale co ze złymi czynami? Nowe badanie wykazało, że 18% ludzi popełniłoby przestępstwo, gdyby nie było kary.
• Interwencje skupiające się na medytacji i mindfulness w przypadku objawów depresji u osób starszych mają istotny efekt.
• Jeśli masz uszkodzony telefon, badania sugerują, że jest szansa, że potajemnie (a może nie tak potajemnie) pozwoliłeś na to.

Studium: Wspomagana fotosyntezą przebudowa trójwymiarowych struktur drukowanych

Autorzy: Kunhao Yu, Zhangzhengrong Feng, Haixu Du, An Xin, Kyung Hoon Lee, Ketian Li, Yipin Su, Qiming Wang, Nicholas X. Fang, and Chiara Daraio

Opublikowane w: PNAS

Data publikacji: 19 stycznia 2021 r.

DOI: //doi.org/10.1073/pnas.2016524118

fot: przez Chokniti Khongchum z Pexels