Harvardo universiteto mokslininkai sukūrė naują spausdinimo metodą, kuris naudoja garso bangas, sukuriant įvairių skysčių lašelius su precedento neturinčiu dydžio ir klampos tikslumu. Šis metodas gali padėti gaminti daugelį vaistų, kosmetikos ir maisto produktus, taip pat išplėsti optinių ir laidžių medžiagų charakteristikas.
Spausdinant garsu, garso bangos sukuria reguliuojamą jėgą, kuri kiekvieną lašelį nutraukia nuo purkštuko, kai tik jis pasiekia tam tikrą dydį – tai kiek primena obuolių nuo obels rinkimą. Iliustr.: D. Foresti, Jennifer A. Lewis, Harvardo universitetas
Skysčio lašeliai naudojami įvairiausiems tikslams – nuo spausdinimo ant popieriaus iki mikrokapsulių, skirtų vaistams į reikiamą vietą pristatyti, gamybos. Spausdinimas skystu rašalu yra vienas iš labiausiai paplitusių būdų skystų lašelių formavimui, tačiau jis tinka tik skysčiams, kurie yra maždaug 10 kartų klampesni nei vanduo.
Tačiau daugelis skysčių, dominančių tyrėjus, yra kur kas klampesni. Pavyzdžiui, biopolimerai, gyvybiškai svarbūs biologiniams preparatams kurti, yra bent 100 kartų klampesni nei vanduo. Kai kurie cukraus pagrindo biopolimerai gali būti tokie pat klampūs kaip medus, kuris yra 25000 klampesnis nei vanduo.
Šių skysčių klampumas taip pat žymiai kinta, keičiantis temperatūrai ir cheminei sudėčiai, kas dar labiau apsunkina tokių medžiagų lašelių dydžių kontrolę.
„Mūsų tikslas buvo tiesiog pašalinti klampumą kaip faktorių, ir sukurti tokią spausdinimo technologiją, kuri būtų nepriklausoma nuo skysčių medžiagų savybių“, – teigė šio tyrimo autoriai.
Norėdami tai padaryti, mokslininkai pasinaudojo akustinėmis bangomis.
Garso slėgio bangos neretai yra naudojamos įveikti gravitacijai ir sukurti akustinę levitaciją.. Tačiau šioje technologijoje akustines bangas panaudojo priešingam tikslui – padėti gravitacijai. Valdomos garso bangos tiesiog numuša lašelį nuo purkštuko galo, kai tik jis pasiekia reikiamą dydį.
Tyrimas skelbiamas žurnale „Science Advances“.
„Acoustophoretic printing“ Science Advances (2018). advances.sciencemag.org/content/4/8/eaat1659
Daugiau:
Pademonstruota didelio objekto akustinė levitacija
Išsiaiškinta, kaip skysčio lašeliai gali levituoti virš skysto paviršiaus
Dešimt įdomių eksperimentų su skysčiais