News Release

演示:可能在体内进行的基于超声波的 3D 材料打印

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

一种新型的三维 (3D) 打印方法可通过用超声波的声波固化墨水来创建打印物体。该方法甚至可以在不透明介质中或在深度穿透的层面(可能也包括在身体内)进行 3D 立体打印。3D 打印技术有望彻底改变各种应用中的制造过程。立体打印是一种新兴的 3D 打印技术;与逐层构建物体的打印方法相比,它可以更快地打印构建物体,且物体表面的品质也更完美。现有的立体打印技术大多依靠光来触发透光墨水的光聚合反应。然而,油墨本身的光散射、油墨中功能性添加剂的存在以及打印构材中已固化部分造成的光阻挡都限制了材料的选择和可行的构材大小,特别是那些需要光深度穿透的构造。与光波相比,超声波可更深入地穿透材料,并且原则上可用于引发光聚合作用。Xiao Kuang 和同事在此提出了一种新型立体打印法,他们称之为深度穿透性声学立体打印 (DAVP);该方法所用的是聚焦超声波和“声诺墨水(sono-ink)”。由作者开发的声诺墨水可通过使用温敏自适应消音材料所形成的粘性凝胶来克服声学立体打印中的关键挑战,因为这些凝胶可在防止流动的同时启动由热触发的光聚合反应。在测试中,DVAP 可让作者在毫米乃至几厘米深的不透明介质中快速打印使用各种纳米复合材料的物体。作为概念验证,Kuang 等人还将 DAVP 应用于具高速、高分辨率的组织穿透制造和微创医学。通过在注入声诺墨水的离体组织中所做的实验,作者展示了原位制造的人造骨骼和进行的左心耳闭塞术。Yuxing Yao 和 Mikhail Shapiro 在相关的《视角》中讨论了 DAVP 方法、其局限性及其潜在用途,其中包括微创医疗术。Yao 和 Shapiro 写道:“可以想象,未来或能用与修复骨骼相同的声学方法来打印跑鞋。”


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