Использование этой натуральной насадки может сделать 3D-печать более доступной и экологичной
На самом деле укус комара — это скорее удар. Эти насекомые используют длинную, похожую на иглу ротовую часть, известную как хоботок, чтобы прокалывать кожу. Но эта крошечная соломинка может быть полезна не только для сосания крови. Как показывают новые исследования, уникальная форма насадки также делает ее отличной насадкой для точной 3D-печати.
Инженер Чанхонг Цао руководил исследованиями в Университете Макгилла в Монреале, Канада. Его команда называет это “трехмерной некропечатью”. Этот термин происходит от некроботики, использования частей животных в машинах. (Другие инженеры, например, превратили паучьи лапки в захваты.)
Используя хоботок комара в качестве насадки, команда Цао напечатала 3D-принтеры. линии толщиной до 20 микрометров. Это примерно половина толщины действительно тонкого человеческого волоса! Ученые поделились своим достижением 21 ноября в журнале Science Advances.
Дэниел Престон — инженер из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас, который не принимал участия в работе. Он отмечает, что наконечники сопел, используемые при действительно тонкой 3D-печати, могут быть дорогими и сложными в изготовлении. Заимствование деталей у природы может помочь снизить стоимость, говорит он. А это, в свою очередь, может сделать его доступным для большего числа людей.
<класс h2="команда Cao изучила множество частей тела животных, которые могут использоваться в качестве сопел для принтера. Среди них были жала, клыки и гарпуны. Но в конечном итоге команда исследователей сосредоточилась на хоботке самки комара Aedes aegypti. Этот орган довольно прямой, с внутренним диаметром от 10 до 20 микрометров. И он может выдерживать давление чернил, которые проталкиваются через него.Сначала планировалось использовать хоботок в качестве сопла для существующего 3D-принтера. Но для проталкивания чернил через узкий наконечник может потребоваться большее давление, чем могут выдержать эти принтеры, говорит Цао. Поэтому его группа разработала принтер вокруг ротовой полости комара. Они покрыли хоботок смолой, чтобы придать ему дополнительную устойчивость.
Устройство напечатало форму пчелиных сот, очертания кленового листа и структуру для хранения образцов клеток. Все они были созданы с использованием существующих чернил bioink. Это специальные чернила, используемые для трехмерной печати биологических структур.
“Этот биологический, природный образец намного лучше, чем искусственный материал”, — говорит член команды Цзяньюй Ли. Он инженер, специализирующийся на биологических материалах в McGill. Лучшие насадки для 3D-печати, представленные на рынке, имеют внутренний диаметр от 35 до 40 микрометров. Насадка для комариного хоботка в два раза меньше.
“Я с нетерпением жду, когда в процесс 3D-печати будут добавлены другие биотические материалы”, — говорит Престон. Движение в этом направлении может “открыть новые возможности”, — говорит он. И, добавляет он, это могло бы сделать микроскопическую инженерию более устойчивой.
Ли хотел бы использовать хоботок комара в биомедицине. Например, его лаборатория хочет разработать способы использования хоботка в качестве крошечной иглы для введения лекарств.
