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.
В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
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.
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 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