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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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