Инженеры превратили хоботок комара в сопло для 3D-некропечати
Исследователи приспособили хоботок мертвой самки комара для нанесения сверхтонких линий биочернилами. Природный инструмент для 3D-некропечати, как его назвали авторы, превзошел искусственные аналоги по качеству и позволил сэкономить на производстве дорогих микроигл.
Высокоточная трехмерная печать требует оборудования, способного создавать детали размером меньше человеческого волоса. Технология нужна, к примеру, в медицине для выращивания живых тканей из клеточного раствора и в микроэлектронике. Главная проблема — стоимость и сложность изготовления печатающих головок. Металлические или пластиковые сопла с отверстием уже 50 микрометров стоят дорого, а при малейшем засорении их приходится выбрасывать.
В живой природе существует множество организмов с инструментами для впрыскивания или выкачивания жидкостей. К ним относятся жала скорпионов, клыки змей и сосущие органы насекомых. Биомимикрия предлагает использовать эти готовые решения в технике. Такой подход решает сразу две задачи: снижает стоимость производства расходных материалов и устраняет проблему утилизации неразлагаемого мусора.
Биоинженеры проанализировали строение различных организмов и остановили выбор на самке комара Aedes aegypti. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Авторы научной работы аккуратно извлекли хоботок у выращенных в лаборатории насекомых. Его закрепили на стандартной пластиковой насадке шприца с помощью клея. Полученное гибридное устройство установили на специально разработанную платформу, которую назвали «некропринтером».
Комариный хоботок — прочный инструмент для перекачки жидкостей, внутренний диаметр его канала составляет всего 20 микрометров. Это почти в два раза меньше самых тонких коммерческих аналогов и вдвое тоньше человеческого волоса. Природная игла при этом оказалась достаточно жесткой, чтобы сохранять прямую форму при печати и не деформироваться при контакте с подложкой.
Инженеры заполнили шприц биочернилами и запустили процесс экструзии. Основной задачей сначала было определить пределы прочности биологической насадки. Оказалось, что игла выдерживает внутреннее давление около 60 килопаскалей. Эксперименты помогли найти баланс между скоростью движения головки принтера и подачей материала, чтобы линия не прерывалась и не создавала избыточную нагрузку на стенки канала.
С помощью новой системы авторы создали несколько микроскопических объектов для демонстрации возможностей технологии. Они напечатали решетчатую структуру в форме пчелиных сот с тонкими перегородками и воспроизвели контур кленового листа с высокой детализацией.
Линии на готовых изделиях имели ширину от 18 до 28 микрометров. Помимо полимеров, хоботок успешно пропускал через себя раствор с живыми раковыми клетками и эритроцитами, не повреждая их мембраны.
Работа показала, что простой хоботок комара может служить эффективной и дешевой заменой сложным инженерным деталям. Технология позволила создавать микроструктуры с минимальными затратами, поскольку разведение лабораторных насекомых стоит доли цента. В будущем такие возобновляемые биоиглы найдут применение в клинических анализах, микроинженерии и создании клеточных каркасов.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии