ترکیب الیاف سلولز و نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر برای تولید جوهر

پژوهشگران ETH ، ژلی از جنس الیاف سلولز و نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر ساختند که هنگام خروج از چاپگر سه بعدی به صورت مایع است، اما به سرعت به حالت و شکل اولیه خود باز می‌گردد. این فناوری می‌تواند برای تولید ایمپلنت‌های شخصی از زیست‌مواد مورد استفاده قرار گیرد.

با همان روندی که پزشکی گرایش به سمت داروهای دقیق دارد، جایی که درمان متناسب با وضعیت ژنتیکی بیماری انجام می‌شود، دانشمندان در سال‌های اخیر به‌طور فزآینده‌ای توجه خود را به سوی مواد زیستی دقیق معطوف‌ کرده‌اند. با این حال هنوز پیشرفت‌ها چشمگیر نیست و ایمپلنت‌های شخصی هنوز راه‌ طولانی در پیش دارند.

مارک تیبیت، استاد مهندسی ماکرومولکولار در گروه مهندسی مکانیک در ETH زوریخ می‌گوید: ما در حال پیشرفت سریعی برای رسیدن به این هدف هستیم.

پیش از این محققان فعال در حوزه زیست‌مواد دقیق با این واقعیت که مجبور به تولید جوهرهای جدیدی برای هر نوع کاربرد چاپگر سه بعدی دارند، کار می‌کردند. برای مثال، اگر دانشمندان می‌خواستند بخشی از چشم را با چاپگر تولید کنند، آنها قادر نبودند از کار کسی که روی طراحی پروتز گوش کار کرده بود، استفاده کنند. اما به تازگی محققان یک جوهر جهانی ساخته‌اند که می‌تواند به شدت کار توسعه کاربردهای جدید چاپگر سه بعدی را تسهیل کند.

در چاپ سه بعدی، همانند مشکل خمیر دندان، باید جوهر ویژگی خاصی را داشته باشد. خمیر دندان نباید به قدری سفت باشد که از دهانه لوله بیرون نیاید و از طرفی نباید به قدری روان باشد که از روی مسواک جاری شود. جوهر چاپ سه بعدی هم باید مایع بوده و در عین حال بتواند جامد شود تا شکل خود را از دست ندهد.

برای حل این مشکل، محققان از الیاف سلولز که در آب حل می‌شوند به همراه نانوذرات پلیمری تجزیه‌پذیر استفاده کردند. زمانی که فشار خارجی وارد نمی‌شود، الیاف خود را به ذرات متصل می‌کنند. این یک شبکه گذرا است که با اعمال فشار برشی از سوی نازل، مختلف می‌شود. اما بعد از عبور از دهانه باریک، به سرعت اصلاح می‌شود.