Био-сопло из комара: революция 3D-печати

Инженеры из Университета МакГилла в Канаде совершили прорыв в области 3D-печати, найдя неожиданное решение для создания сверхтонких и доступных сопел. Вместо дорогостоящих металлических или пластиковых компонентов, они успешно применили хоботок самки комара для создания инновационного био-сопла.

Высокоточное 3D-моделирование, используемое в аэрокосмической, стоматологической и биомедицинской отраслях, требует применения специализированных насадок. Однако существующие решения отличаются высокой стоимостью (свыше 80 долларов за штуку) и не являются биоразлагаемыми. Исследователи столкнулись с необходимостью найти более экономичный и экологичный вариант.

Проанализировав различные природные структуры, включая жала насекомых и ксилему растений, команда остановила свой выбор на хоботке комара. Эта сложная многокомпонентная трубка обладает внутренним диаметром всего 20 микрон — что примерно вдвое тоньше лучших коммерческих аналогов. Жесткая и прямая форма обеспечивает стабильность при печати, а прочность позволяет выдерживать внутреннее давление до 60 килопаскалей, что достаточно для работы с густыми биочернилами. Кроме того, хоботок комара полностью биоразлагаем.

Для тестирования своего изобретения, получившего название "3D-некропринтер", инженеры разработали специальное устройство. Хоботок комара был установлен на стандартный наконечник, и с его помощью успешно печатались биоматериалы, поддерживающие рост клеток, а также микроструктуры с толщиной линий до 20 микрон.

Это исследование демонстрирует, как природа может служить не только источником вдохновения, но и ценным материалом для разработки передовых технологий. "Внедряя биотические материалы в качестве альтернативы сложным инженерным компонентам, мы открываем путь к устойчивым и инновационным решениям в передовом производстве и микроинженерии", — заявляют авторы работы.

В дальнейших планах исследователей — поиск других природных микронаконечников, обладающих еще большей прочностью или меньшей разрешающей способностью. Также они намерены изучить возможности применения 3D-некропечати в реальных промышленных и биомедицинских задачах.